Hawker P.1127 и Hawker Siddeley Kestrel FGA.1 — британские экспериментальные и опытно-конструкторские самолеты, которые привели к созданию Hawker Siddeley Harrier , первого реактивного истребителя-бомбардировщика с вертикальным и/или укороченным взлетом и посадкой ( V/STOL ).
Разработка началась в 1957 году, воспользовавшись выбором Bristol Engine Company инвестировать в создание двигателя Pegasus с вектором тяги . Испытания начались в июле 1960 года, и к концу года самолет достиг как вертикального взлета, так и горизонтального полета. Программа испытаний также изучала возможность использования на авианосцах, приземлившись на HMS Ark Royal в 1963 году. Первые три самолета потерпели крушение во время испытаний, один на Парижском авиасалоне 1963 года .
Улучшения будущих самолетов, такие как стреловидные крылья и более мощные двигатели Pegasus, привели к разработке Kestrel. Kestrel был оценен трехсторонней оценочной эскадрильей, состоящей из военных летчиков из Великобритании, США и Западной Германии . Позднее полеты проводились американскими военными и NASA .
Связанные с этим работы по сверхзвуковому самолету Hawker Siddeley P.1154 были отменены в 1965 году. В результате в том же году был заказан в производство вариант P.1127 (RAF), более близкий к Kestrel, и в 1967 году получил название Harrier — первоначальное название, предназначенное для P.1154. Harrier служил в Великобритании и нескольких странах, часто в качестве палубного самолета.
После окончания Корейской войны ряд авиастроительных компаний в Европе и Америке по отдельности решили исследовать перспективы самолетов с вертикальным взлетом и посадкой (VTOL), которые бы устранили необходимость в уязвимых взлетно-посадочных полосах за счет вертикального взлета и посадки в отличие от обычного горизонтального подхода. [2] Помимо военных приложений, перспектива применения такой технологии на коммерческих авиалайнерах также рассматривалась с большим интересом к середине 1950-х годов, поэтому ценность разработки жизнеспособных систем вертикального взлета была оценена как существенная. Однако даже в эту эпоху немногие компании предполагали, что самолет VTOL также будет реалистично совместим с характеристиками высокопроизводительных военных самолетов. [2]
В 1957 году инженер по реактивным двигателям Стэнли Хукер из Bristol Engine Company сообщил инженеру по аэронавтике Сиднею Кэмму из Hawker Aircraft , что Bristol работает над проектом, который объединяет основные элементы их реактивных двигателей Olympus и Orpheus для создания направленного вентиляторного реактивного двигателя . [2] [3] Проектируемый вентиляторный реактивный двигатель использовал вращающиеся холодные струи, которые были расположены по обе стороны от компрессора вместе с «горячей» струей, которая направлялась через обычную центральную выхлопную трубу. Первоначальная концепция, на которой основывался двигатель, который был назван Pegasus , [N 1], была разработана Мишелем Вибо, французским авиационным консультантом. [2] [4] Несколько адаптаций и усовершенствований были сделаны Bristol для уменьшения размера и веса по сравнению с первоначальной концепцией Вибо. [5]
Примерно в то же время, что и подход Хукера, Hawker работал над разработкой истребителя-заменителя для Hawker Hunter , обозначенного как P.1121 . Однако P.1121 был отменен вскоре после публикации Белой книги по обороне 1957 года , в которой отстаивался сдвиг политики от пилотируемых самолетов к ракетам. [6] [N 2] В свете этой отмены Hawker обнаружила, что у нее есть доступные ресурсы, чтобы посвятить себя новому проекту, и поэтому решила изучить использование проектируемого двигателя Pegasus в качестве основы для нового военного самолета, который мог бы соответствовать действующим спецификациям НАТО , требовавшим нового легкого тактического истребителя поддержки для замены Fiat G.91 . Особое внимание было уделено выполнению требований спецификации к производительности и нагрузке. [2] [8] [9]
По словам главного маршала авиации сэра Патрика Хайна , интерес Hawker мог быть также стимулирован наличием Air Staff Requirement 345, который требовал истребитель-бомбардировщик V/STOL для Королевских ВВС (RAF). [10] Автор статей по авиации Фрэнсис К. Мейсон выразил противоположную точку зрения, заявив, что решение Hawker продолжить работу не зависело от инициатив британского правительства, и что проект P.1127 был в первую очередь основан на требованиях НАТО. [2] У Hawker был преданный союзник в его разработке в лице Bristol, но к тому моменту последний испытывал финансовые трудности, а отсутствие предсказуемых коммерческих применений двигателя Pegasus в частности, в сочетании с отказами от Казначейства Ее Величества означало, что разработка должна была финансироваться учреждениями НАТО. Тесное сотрудничество между Hawker и Bristol рассматривалось инженером проекта Гордоном Льюисом как ключевой фактор, который позволил продолжить разработку P.1127, несмотря на технические препятствия и политические неудачи. [11]
Старший инженер проекта Ральф Хупер в Hawker быстро приступил к созданию первоначальной компоновки для теоретического самолета, чтобы использовать преимущества двигателя Pegasus, используя данные, предоставленные Bristol. [2] Этот предлагаемый самолет вскоре получил внутреннее обозначение P.1127 . [2] В июле 1957 года в конструкцию было внесено изменение, включающее в себя раздвоенную выхлопную трубу, похожую на Hawker Sea Hawk , которая была оснащена вращающимися соплами для горячего выхлопа, похожими на те, которые уже использовались для холодного выхлопа. Переход от одной выхлопной трубы означал, что первоначальное шасси с хвостовым колесом также можно было отказаться в пользу обычного шасси с ведущим носовым колесом. [2] Процесс проектирования продолжался в течение 1958 года, полностью финансируясь Hawker, в то время как были сделаны обращения в штаб-квартиру НАТО (Бельгия) для лучшего определения тактических требований, особенно между противоречивыми требованиями к легковооруженному сверхзвуковому истребителю и более простому многоцелевому дозвуковому. [12]
Процесс разработки включал широкое использование физических моделей; для одной серии испытаний на продувку смеси сфокусированного горячего и холодного воздуха направлялись на наземные платформы для имитации эффекта земли при взлете. [13] Эта работа считалась критически важной для проекта, поскольку было очень мало знаний о неблагоприятных эффектах, которые могли повлиять на самолет во время процесса вертикального взлета; поскольку не было воздушного потока над элеронами , хвостовым оперением и рулем направления , пока самолет находился в неподвижном зависании, были проведены эксперименты с управляющими струями на законцовках крыла в качестве альтернативного подхода к управлению реакцией. [13] Это исследование включало разработку совершенно нового симулятора реакции управления, который связал ряд простых элементов управления полетом с компьютером. [13] К концу 1958 года, всего через восемнадцать месяцев после начала проекта, все основные характеристики P.1127 были разработаны, за одним исключением — системой управления реакцией, разработка которой была завершена к апрелю 1959 года. [14]
На протяжении всей разработки Кэмм подчеркивал важность простоты конструкции, отмечая, что «Сложность означает усложнение, затем, в свою очередь, эскалацию, отмену и, наконец, крушение». [13] В 1958 году конструкция была сосредоточена вокруг одного двигателя Pegasus, способного генерировать тягу в 13 000 фунтов силы (58 кН); при полной комплектации самолет должен был весить немного меньше максимальной тяги, что позволяло выполнять вертикальный взлет при всех номинальных условиях. [13] В конце 1958 года быстрый прогресс проекта P.1127 был замечен техническими советниками НАТО, которые начали продвигать ускорение разработки самолета и то, что страны-члены должны были пропустить следующее поколение истребителей поддержки в пользу появляющегося P.1127. В Великобритании поддержка программы также росла в штабе британских ВВС: с января 1959 года часто ходили слухи о двух прототипах P.1127, заказанных Министерством снабжения, а также о спецификации Министерства авиации, разрабатываемой вокруг проекта. [13]
Поскольку P.1127 разрабатывался во время глубоких сокращений оборонного бюджета Великобритании, Hawker пришлось искать коммерческое финансирование, и значительное финансирование разработки двигателя поступило из США [9] [15] США также оказали помощь в исследованиях, включая серию испытаний в аэродинамической трубе, проведенных Исследовательским центром Лэнгли НАСА с использованием субмасштабных моделей, которые продемонстрировали приемлемые летные характеристики. [9] [13] [16] Летчик-испытатель Hawker Хью Мереуэзер отправился в США по просьбе НАСА, чтобы полетать на Bell X-14 . [17] В марте 1959 года совет директоров компании ( тогда Hawker Siddeley ) принял решение о частном финансировании двух прототипов P.1127. [18]
В феврале 1959 года Hawker завершила практически все проектные работы и, таким образом, передала все свои производственные проектные работы в Экспериментальное конструкторское бюро компании в Кингстоне , Лондон . [13] В апреле 1959 года Министерство снабжения официально выдало контракт на завершение пары прототипов P.1127. [16] Однако среди военно-воздушных сил проекта были критики, которым обычно не нравился P.1127 из-за его дозвуковой скорости, и которые отдавали предпочтение сверхзвуковым самолетам; Мейсон считает, что это вызвало значительную задержку в выдаче контракта Hawker. [19] 23 июля 1959 года Hawker санкционировала приложение максимальных усилий для завершения разработки P.1127. [20]
.jpg/1280px-Hawker_P.1127_62_(cropped).jpg)
15 июля 1960 года первый «P.1127 Prototype V/STOL Strike Aircraft», серийный XP831 , был доставлен на аэродром Дансфолд , графство Суррей , для начала статических испытаний двигателя. [21] 31 августа 1960 года двигатель Pegasus был впервые запущен внутри планера. Некоторые испытания проводились со специально построенной платформы на аэродроме, которая функционировала для отклонения горячих выхлопных газов от самолета во время ранних испытаний на висение, пока разрабатывались более мощные версии двигателя. [21] 13 октября 1960 года первый летный двигатель Pegasus, способный генерировать 11 300 фунтов силы (50 кН) тяги, был доставлен в Дансфолд. [21]
21 октября 1960 года в Дансфолде был проведен первый привязной полет, выполненный XP831; на этом этапе разработки этот подвиг требовал, чтобы планер был очищен от всего постороннего веса, а ограничения на двигатель означали, что он не мог работать на полной мощности более 2,5 минут за раз. [21] Было проведено несколько привязных полетов, частично для того, чтобы летчики-испытатели могли ознакомиться с управлением зависанием; 4 ноября был совершен первый привязной полет без использования системы автостабилизатора. В середине ноября были проведены обычные рулежные испытания на скорости до 70 узлов (130 км/ч). [21]
19 ноября 1960 года был достигнут первый свободный полет XP831 без привязи; неделю спустя были опубликованы первые рекламные фотографии P.1127. [21] Перед первым полетом Хукер, как утверждается, спросил Кэмма: «Я полагаю, вы собираетесь сначала совершить обычный полет в Сиднее?» и Кэмм ответил: «Зачем?» Хукер сказал: «Ну, знаешь, просто чтобы убедиться, что самолет хороший, и все под контролем». Кэмм ответил: «О, самолеты Hawker всегда прекрасны, в самолетах Hawker нет ничего плохого, не собираюсь заморачиваться с этим. Вертикальный первый раз». [22]
13 февраля 1961 года XP831 выполнил свой первый обычный полет, пилотируемый Биллом Бедфордом , и длившийся 22 минуты. [23] Вскоре после этого XP831 был переоборудован новой моделью двигателя Pegasus, способной генерировать тягу 12 000 фунтов силы (53 кН), перед началом новых испытаний висения в мае 1961 года. В июне XP831 достиг еще одной важной вехи в программе, когда он выполнил первый переход от вертикального висения к горизонтальному полету, первоначально пролетев длину взлетно-посадочной полосы Дансфолда на высоте 50 метров. [23]
7 июля 1961 года второй прототип, XP836 , совершил свой первый взлет обычным способом. [24] Продолжающиеся испытания двух прототипов привели к сокращению разрыва между вертикальным взлетом и полетом, что было достигнуто 8 сентября 1961 года. [9] [23] В течение сентября этот подвиг был повторен несколько раз обоими прототипами, переходящими из вертикального в горизонтальный полет и наоборот, включая случаи, когда автостабилизатор был намеренно отключен. [23]
Во время программы летных испытаний выпуск Основных военных требований НАТО 3 (NBMR-3) не оказался возможностью, как предполагал Hawker, поскольку NBMR-3 требовал эксплуатационных характеристик, которым P.1127 не только не мог соответствовать, но и вряд ли был разработан для соответствия в его нынешнем виде. [21] Таким образом, в 1961 году военным было малоинтересно в программе P.1127, хотя в январе 1961 года Hawker попросили предоставить смету расходов, связанных с потенциальным производством 100 стандартных самолетов P.1127. [25] Между тем, Hawker считал, что продолжающаяся разработка P.1127 послужит успешной демонстрацией, действуя, чтобы отговорить потенциальных клиентов от преследования конкурирующих «бумажных» проектов самолетов VTOL. [23]
2 ноября 1960 года Министерство снабжения выдало контракт на производство еще четырех прототипов, которые должны были доработать самолет до уровня реалистичного боевого проекта, например, усовершенствовать крыло, усовершенствовать двигатель и сопутствующее эксплуатационное оборудование. [25] В течение этого периода быстро разрабатывались усовершенствованные модели двигателя Pegasus, такие как Pegasus 3, способный развивать тягу 15 000 фунтов силы (67 кН). Помимо улучшенных силовых установок, первые четыре прототипа P.1127 были довольно похожи; пятый прототип, XP980 , представил более высокий киль и угловое хвостовое оперение, которые позже использовались на серийном Harrier. [26] Четвертая машина частично использовалась для ознакомления летчиков-испытателей производства Hawker с типом. [26] Первая вертикальная посадка на авианосец была выполнена первым прототипом на HMS Ark Royal в 1963 году. [27] [28] Последний P.1127, XP984 , имел стреловидное крыло. [26] В конечном итоге он был оснащен двигателем Pegasus 5 тягой 15 000 фунтов (66,7 кН) и функционировал как прототип Kestrel. [29]
Первые три P.1127 потерпели крушение, второй и третий произошли во время разработки. В 1963 году первый прототип, XP831 , публично потерпел крушение на Парижском авиасалоне ; авария была вызвана пятнышком грязи в воздухопроводах двигателя управления соплом, что привело к застреванию сопел двигателя. XP831 был позже полностью отремонтирован и возобновил полеты по разработке. Все пилоты, принимавшие участие в инциденте, выжили. [30] [31]
К концу 1961 года Hawker удалось продемонстрировать обоснованность своей концепции дизайна, несмотря на отсутствие поддержки со стороны Королевских ВВС и небольшую поддержку со стороны гражданской службы . [32] В начале 1962 года официальная поддержка появилась в виде отделения эксплуатационных требований Министерства авиации , которое обратилось в Казначейство с просьбой о санкционировании партии из девяти стандартных самолетов, которые должны были эксплуатироваться оценочным подразделением, находящимся в ведении Центрального истребительного учреждения в Королевских ВВС Западный Рейнхэм . В свете открытого интереса, выраженного деятелями в США и Западной Германии , британское правительство обратилось к этим странам с предложением о сотрудничестве в проекте и поиске взносов на покрытие связанных с этим расходов. [33] После одобрения всеми тремя странами, 22 мая 1962 года Hawker получил официальное указание приступить к закупке материалов для строительства девяти самолетов. [33]
Девять самолетов были заказаны как Kestrel FGA.1 , который по сути был улучшенной версией P.1127. 7 марта 1964 года XS688 стал первым Kestrel, совершившим свой первый полет , которым управлял Билл Бедфорд. [28] Kestrel имел полностью стреловидные крылья и больший хвост, чем ранние P.1127, [34] а фюзеляж был модифицирован для установки более крупного двигателя Pegasus 5 мощностью 15 000 фунтов силы (85 кН), как в прототипе P.1127/Kestrel XP984 , в дополнение к некоторым другим изменениям, таким как добавление радиостанции сверхвысокой частоты (УВЧ) и разнообразного эксплуатационного оборудования в отсеке в задней части фюзеляжа. [28] До того, как Kestrel стал доступен для испытаний, пара пилотов NASA посетила Дансфолд, чтобы провести полный набор испытаний на управляемость, используя вместо него более ранний P.1127. [33]
15 октября 1964 года на базе ВВС Великобритании в Уэст-Рейнхэме была сформирована трехсторонняя оценочная эскадрилья (TES), укомплектованная разнообразной смесью военных летчиков-испытателей из Великобритании, Соединенных Штатов и Западной Германии. [34] [35] Персонал, составлявший эскадрилью, состоял из высокоопытных пилотов; перед полетом на Kestrel каждый прошел недельную наземную подготовку на внутреннем объекте в Бристоле и недельную наземную подготовку в Дансфолде перед трехчасовым переучиванием под руководством Билла Бедфорда. [28] Целью эскадрильи была оценка пригодности самолетов V/STOL для полевых операций, сравнение конкурирующих стилей и методов взлета/посадки, разработка нормальных процедур полетной эксплуатации, выполнение оценок полетов по приборам, проведение ночных полетов и исследование маневрирования реактивного самолета во всем диапазоне полета Kestrel. [28]
В ходе оценки пилоты трехстороннего отделения разработали типичную процедуру вылета для Kestrel, состоящую из коротких взлетов (STO) и возвращения на базу с вертикальными посадками. [36] Такой способ эксплуатации ( STOVL ) был признан оптимальным. [37] Эксплуатация с неровных взлетно-посадочных полос также была опробована на близлежащей базе ВВС Великобритании Бирчем-Ньютон , где самолет показал себя искусным в пересечении болотистой местности и взлете с различных временных грунтовых покрытий. [38] Во время испытаний один самолет был потерян, когда пилот попытался выполнить взлет с разбега при включенном стояночном тормозе; [34] оценки были завершены в ноябре 1965 года. [39]
Шесть из восьми сохранившихся оценочных самолетов (три, выделенные для США, плюс те, что выделены для Германии) были переданы в США [34] для оценки армией, военно-воздушными силами и флотом как XV-6A Kestrel . После трехвидовой оценки они были переданы в ВВС США для дальнейшей оценки на авиабазе Эдвардс , за исключением двух, которые были переданы в НАСА. [40] Один из двух оставшихся базирующихся в Великобритании Kestrels был прикреплен к экспериментальному подразделению слепой посадки (BLEU) в RAE Bedford , а другой, XS693 , был отправлен в Блэкберн для модификации с целью установки модернизированного двигателя Pegasus 6. [41]
В дополнение к некоторому усилению, были внесены изменения в воздухозаборник, который на протяжении всей серии P.1127 и Kestrel имел надувную кромку для сглаживания потока воздуха на впуске, когда самолет был почти неподвижен. Были опасения по поводу срока службы этих устройств, поэтому их заменили обычными створками для сброса всасывания. [42] Опыт, полученный во время морских испытаний на борту авианосца HMS Bulwark в 1966 году, убедил руководителей проекта, что менее реактивные материалы будут заменены на все виды магния в планере Kestrel, в любых дальнейших прототипах и серийных самолетах. [43] Kestrel стал прототипом для предсерийных Harrier. [44]
В 1961 году НАТО выпустило основные военные требования НАТО 3 (NBMR-3), в которых оговаривался самолет вертикального взлета и посадки, хотя и со сверхзвуковыми характеристиками самолета, такого как F-4 Phantom II , а также с возможностью вертикального взлета и посадки. [21] Понимая, что P.1127 не удовлетворит этим требованиям, Hawker начал работу над новым проектом, обозначенным P.1150 , который фактически был сверхзвуковой производной P.1127, а также над другой версией, обозначенной P.1154 , которая соответствовала бы указанным требованиям NBMR-3. P.1154 был объявлен победителем конкурса НАТО; строительство прототипа уже велось на момент отмены в 1965 году. Французское правительство отозвало заявку вскоре после выбора P.1154 вместо Dassault Mirage IIIV . [45]
После прекращения работ по P.1154 Королевские ВВС начали изучать возможность простой модернизации Kestrel в качестве серийного самолета; соответственно, было выпущено Требование ASR 384, в котором требовался реактивный штурмовик V/STOL, [46] [47] известный как P.1127 (RAF) . [48] В конце 1965 года Королевские ВВС разместили заказ на шесть предсерийных самолетов P.1127 (RAF). [49] 31 августа 1966 года первый из этих самолетов P.1127 (RAF) совершил свой первый полет . [47] [50] В начале 1967 года заказ на 60 серийных самолетов был официально получен компанией Hawker Aviation; в это время самолет получил обозначение Harrier GR.1 . [49] [51] [52] «Харриер» стал успешным самолетом на британской службе и экспортировался в несколько стран, часто применяясь в качестве палубного самолета. [ необходима цитата ]
.jpg/1280px-Hawker_P.1127_%E2%80%98XP831%E2%80%99_(19253036156).jpg)
P.1127/Kestrel был экспериментальным самолетом V/STOL, который послужил предшественником для производства Hawker Siddeley Harrier и более широкого семейства Harrier . Он служил для демонстрации совершенно оригинальной техники полета, а также для испытания совершенно нового типа двигателя в виде турбовентиляторного двигателя Pegasus. [21] Несмотря на это, самолет использовал в основном обычную конструкцию, которая, по словам Мейсона, благоприятно подходила для выполнения предполагаемых наземных операций по атаке, предусмотренных для серийных самолетов. [20]
Расположение большого двигателя Pegasus, который был размещен внутри относительно небольшого фюзеляжа, означало, что кабина была расположена прямо перед ним, между более поздними воздухозаборниками «слоновьего уха» к самому двигателю. [20] «Холодный» выхлоп струи направлялся от большого вентилятора впереди компрессора двигателя к вращающимся стекловолоконным соплам, расположенным по бокам основного фюзеляжа позади воздухозаборников; «горячий» выхлоп струи из задней части двигателя направлялся через раздвоенный выхлопной канал к двум стальным вращающимся соплам, расположенным несколько сзади тех, которые использовались для «холодных» струй. Кроме того, отбираемый воздух также извлекался из компрессора и отправлялся по каналам внутри фюзеляжа и крыльев к управляющим соплам, известным как «puffers», расположенным на носу, хвосте и концах крыльев самолета, которые использовались для стабилизации во время зависания в воздухе. [53]
Самолет был оснащен цельным плечевым крылом, установленным поперек верхней части фюзеляжа; форма крыла постепенно меняется от обрезанной дельты до полностью стреловидной конфигурации, дополненной расширенными передними кромками и разнесенными пилообразными расширениями. [54] Также был принят полностью подвижный цельный хвостовой стабилизатор, который был закреплен на задней части фюзеляжа. P.1127 имел нетипичное расположение шасси, известное как трехколесное шасси «нулевой колеи» , которое поддерживало большую часть веса самолета на паре центрально установленных основных колес; рулевое управление осуществлялось с помощью обычного носового колеса, в то время как равновесие обеспечивалось парой установленных на законцовках крыла аутригеров . [54]
.jpg/1280px-Hawker_Siddeley_FGA.1_Kestrel_(27873975992).jpg)
P.1127 был оснащен полностью обычными органами управления полетом при работе в нормальном режиме полета; чтобы избежать аэродинамических условий сваливания при замедлении до малых скоростей, управление постепенно и автоматически передавалось реактивным струям, или «пуфферам», путем отбора большего количества воздуха из компрессора по мере того, как сопла двигателя перемещались в нижнее положение. [54] На всех самолетах была установлена система автостабилизации; необходимость такой функции спорна, поскольку бесчисленные переходы между вертикальным и горизонтальным полетом выполнялись с полностью отключенным оборудованием автостабилизации. [54]
У P.1127 не было встроенного вооружения, идеал тактической гибкости означал опору на боеприпасы и оборудование, установленные на жестких точках под крылом, в том числе несколько 2-дюймовых (51 мм) ракетных батарей, 30-мм пушечные гондолы ADEN и 1000-фунтовые (450 кг) бомбы , напалм и увеличивающие дальность полета сбрасываемые баки . [54] Прототипы были оснащены длинными носовыми приборными штангами, которые были заменены на Kestrel гораздо меньшим аналогом на киле, чтобы позволить носу разместить тактическую камеру . Необычной особенностью P.1127 была установка турбины набегающего воздуха на задней части фюзеляжа прямо перед килем для обеспечения питания вспомогательных служб в случае отказа двигателя. [54]
Данные Hawker Aircraft с 1920 года [44] Hawker P.1127 и Kestrel [68]
Общая характеристика
Производительность
Вооружение
Сопутствующее развитие
Самолеты сопоставимой роли, конфигурации и эпохи
Связанные списки
.png/1280px-Flag_of_the_United_States_(23px).png){kind=small}
