Short SC.1 был первым британским реактивным самолетом вертикального взлета и посадки ( VTOL ) . Он был разработан компанией Short Brothers . Он был оснащен пятью турбореактивными двигателями Rolls-Royce RB.108 , четыре из которых использовались для вертикального полета, а один - для обычного горизонтального полета. SC.1 отличался тем, что был первым британским самолетом вертикального взлета и посадки и первым самолетом с переходом между вертикальным и горизонтальным режимами полета; это также был первый самолет с возможностью вертикального взлета и посадки и электродистанционной системой управления.
SC.1 был разработан и произведен в ответ на требование Министерства снабжения (MoS) о подходящем самолете для проведения летных исследований по вертикальному взлету и посадке, а также, в частности, по переходу от вертикального к горизонтальному полету. Два прототипа использовались для летных испытаний в период с 1957 по 1971 год. Данные исследований в рамках программы испытаний SC.1 способствовали разработке Hawker Siddeley P.1127 и последующего Hawker Siddeley Harrier , первого действующего самолета вертикального взлета и посадки.
В октябре 2012 года Short SC.1 получил первую в Северной Ирландии премию «Инженерное наследие» как признание значительных достижений в области инженерии. [2]
В 1940-е годы различные страны заинтересовались разработкой жизнеспособных самолетов, способных осуществлять вертикальный взлет и посадку (СВВП). В 1950-х годах Великобритания провела летные испытания специально построенной установки для измерения тяги Rolls-Royce — примитивного, но новаторского самолета вертикального взлета и посадки, который успешно летал, как и предполагалось, продемонстрировав жизнеспособность концепции, а также предоставив полезные данные для дальнейшего развития. [1] Однако, хотя установка для измерения тяги предоставила ценную информацию для проектирования самолетов вертикального взлета и посадки, например, требования к системе автостабилизации, она страдала некоторыми недостатками, которые подрывали ее ценность в качестве платформы для дальнейших детальных исследований, таких как управление отставание и отсутствие аэродинамических поверхностей. Существовала потребность в самолете, который мог бы использовать опыт, полученный на установке для измерения тяги, и исследовать области, выходящие за рамки его ограниченных возможностей. [1]
SC.1 возник в результате заявки компании Short Brothers на удовлетворение запроса Министерства снабжения (MoS) о тендере (ER.143T) на исследовательский самолет с вертикальным взлетом, который был объявлен в сентябре 1953 года. 15 октября В 1954 году предложенная конструкция была принята министерством, и был незамедлительно заключен контракт на поставку двух самолетов, соответствующих спецификации ER.143D . По задумке, самолет должен был быть использован для серии летных испытаний с целью изучения его поведения при переходе между вертикальным и горизонтальным режимами полета, определения оптимального и минимального уровня помощи, требуемой от автостабилизатора в переходном процессе, для выявить вероятные эксплуатационные проблемы и разработать соответствующие вспомогательные средства и оборудование для пилота для разработки всепогодного захода на посадку и системы посадки. [1]
Шорт построил два прототипа, получившие обозначения XG900 и XG905 . [1]
Short SC.1 представлял собой одноместный бесхвостый низкоплан с треугольным крылом и полной массой около 8000 фунтов (максимум 7700 фунтов для вертикального полета). [3] Он был оснащен четырьмя вертикально установленными легкими подъемными двигателями Rolls-Royce RB.108 , которые обеспечивали общую вертикальную тягу 8600 фунтов, а также одним маршевым двигателем RB.108 в задней части самолета, обеспечивающим тягу для полет вперед. Подъемные двигатели были установлены вертикально парами рядом в центральном отсеке так, чтобы их результирующая линия тяги проходила близко к центру тяжести самолета. Эти пары двигателей могли поворачиваться вперед и назад для создания векторной тяги для ускорения/замедления вдоль продольной оси самолета. [3]
Во время обычного полета подъемные двигатели отключались; перед началом перехода от горизонтального к вертикальному полету они должны были запускаться с использованием сжатого воздуха от единственного маршевого двигателя. Сжатый воздух обеспечивал начальное вращение двигателя, но также должен был присутствовать перепад давления от впуска к выпуску, поскольку одного только сжатого воздуха было недостаточно для достижения скорости холостого хода. [3] Требовалась значительная аэродинамическая труба и летное развитие воздухозаборника, поскольку в начале перехода из горизонтального полета вертикально расположенные двигатели должны выдерживать боковой ветер, равный скорости поступательного полета, без помпажности и чрезмерных вибраций. Требуемая однородность потока достигалась с помощью набора из семи шарнирных жабр, которые открывались вперед и направляли воздух в камеру сгорания, питающую двигатели. Поведение вертикально установленного RB.108 с точки зрения повторного заглатывания и эрозии грунта было исследовано с помощью установки, предназначенной для SC.1, во время наземной эксплуатации на самолете Meteor на аэродроме Хакнелл . [4] Первоначально на выходных соплах подъемных двигателей был установлен ряд иллюминаторов для поддержания среды низкого давления под двигателями и обеспечения того, чтобы ротор двигателя вращался в правильном направлении перед подачей сжатого воздуха. для запуска; из-за эффективности впуска и изменения конструкции двигателя иллюминаторы стали ненужными. [5]
Компоновка кабины в основном была традиционной, но усложнялась большим количеством систем, за которыми пилоту приходилось следить. [3] Для своей роли исследовательского самолета он имел комплексное записывающее оборудование. [6]
Общий рычаг дроссельной заслонки для четырех двигателей вертикального подъема был единственным дополнительным основным органом управления в кабине; он работал аналогично принципу коллективного шага винтокрылого аппарата. Требовалось два способа управления положением самолета в зависимости от его скорости движения; аэродинамические поверхности использовались при обычном полете, а воздушно-реактивные сопла - для перехода от горизонтального полета, висения и вертикального полета. Отбираемый воздух от четырех подъемных двигателей (примерно 10 процентов от расхода всасываемого воздуха) подавался в регулируемые носовые, хвостовые и законцовочные сопла для управления тангажем , креном и рысканьем на низких скоростях, когда поток воздуха над аэродинамическими элементами был недостаточным. поверхности для обеспечения эффективности обычных средств управления. [7] [5]
SC.1 также был оснащен первой электродистанционной системой управления, устанавливаемой на самолеты вертикального взлета и посадки. [8] Эта система управления с электрической сигнализацией, которая также включала в себя автостабилизатор, не только передавала сигналы от органов управления кабины, такие как положение ручки управления, но также контролировала сигналы обратной связи от сервоприводов, чтобы обеспечить стабильность самой системы. Всего в системе допускалось три режима управления аэродинамическими поверхностями и/или органами управления соплами:
Режимы 1 и 2 были выбраны на земле; Всякий раз, когда использовался автостабилизатор, у пилота был рычаг аварийной блокировки, с помощью которого он мог вернуться в режим прямого управления в полете. [9] Результаты трех систем управления сравнивались и применялось «правило большинства», гарантирующее, что сбой в одной системе будет отменен двумя другими (предположительно правильными) системами. Любой сбой в электродистанционном управлении указывался пилоту как предупреждение, которое он мог либо проигнорировать, либо отреагировать переключением на прямое (ручное) управление. [10]
Как и другие самолеты вертикального взлета и посадки, Short SC.1 страдал от потери вертикальной тяги из-за эффекта земли . Исследования этого вопроса, проведенные на масштабных моделях, показали, что для SC.1 эти потери составят от 15 до 20 процентов по высоте ходовой части . [11] Топливные баки располагались вдоль передних кромок крыла и в баках-«мешках», установленных между основными лонжеронами крыла. [7] SC.1 был оснащен трехколесной ходовой частью; Несмотря на то, что шасси не убиралось, его можно было установить в одно из двух альтернативных положений, подходящих как для обычной, так и для вертикальной посадки. [3] Неподвижные опоры шасси были разработаны специально для вертикального полета; на каждой стойке было установлено по паре термостойких поворотных колес, а задняя ходовая часть также была оснащена дисковыми тормозами. Олео с длинным ходом использовались для смягчения вертикального приземления. [7] [3] Прочное снаряжение могло выдерживать скорость спуска 18 футов (5,5 м) в секунду. [12]
Первый прототип SC.1, XG900 , построенный на заводе Шорта в Белфасте в Северной Ирландии , впервые провел первоначальные испытания двигателя на этом предприятии. После перевозки морским путем в Англию XG900, который первоначально был оснащен только маршевым двигателем, был доставлен Королевскому авиационному заводу (RAE) в Боскомб-Дауне для начала программы летных испытаний. 2 апреля 1957 года прототип совершил первый полет этого типа , который также стал его первым полетом с обычным взлетом и посадкой (CTOL). [1]
Чуть более года спустя, 26 мая 1958 года, второй прототип совершил первый привязной вертикальный полет. [1] Первоначальные полеты этого типа выполнялись с прикреплением к специально разработанному порталу , который обеспечивал лишь ограниченную степень свободы: до 15 футов по вертикали и 10 футов со смещением от центра в любом направлении, вертикальная скорость также была ограничена до менее более 10 футов в секунду; постепенная остановка самолета происходила за пределами этих ограничений. [13] Он будет взлетать с решетчатой платформы, расположенной на высоте 6 футов над самой землей, чтобы избежать явления земного эффекта; При разработке подходящей платформы для устранения негативного воздействия эффекта земли были приложены значительные усилия со стороны Шортса, и ее конструкция несколько раз переделывалась. Портал использовался для первоначального обучения и ознакомления первых 8 пилотов, управлявших SC.1. [14]
25 октября того же года этот тип совершил первый «свободный» вертикальный полет. 6 апреля 1960 года был успешно осуществлен первый переход между вертикальным и горизонтальным полетом. [15] [16] Несмотря на успешный переход между двумя режимами, Short SC.1 имел репутацию несколько неуклюжего самолета. [15]
SC.1 публично демонстрировался на авиашоу в Фарнборо в 1958 и 1960 годах; он также появился на Парижском авиасалоне в 1961 году, на котором совершил демонстрационный полет. [1] 2 октября 1963 года второй испытательный самолет разбился в Белфасте, в результате чего погиб пилот Дж. Р. Грин; Позже выяснилось, что причиной стала неисправность системы управления. [17] После аварии самолет был восстановлен и возвращен в полет для дальнейших испытаний, оба продолжали летать до 1967 года. [15] К 1965 году на этом типе летали в общей сложности 14 различных пилотов. [1]
В результате испытаний на пригодность грунта было установлено, что обычного бетона взлетно-посадочной полосы, покрытия и даже полос травы будет достаточно для вертикального взлета и посадки SC.1; однако обломки, которые могут быть вытеснены с несовершенных поверхностей, будут представлять опасность для персонала, но не для самого самолета. [18] Программа испытаний также позволила приобрести опыт по техническому обслуживанию и работоспособности самолета вертикального взлета и посадки, хотя это не было основными целями проектирования или исследовательских работ; На протяжении всей программы в неделю выполнялось в среднем 2,6 полета. Хотя во время полетов сообщалось о многочисленных ошибках в работе автостабилизатора, ни разу не произошло ни одной неисправности, которая могла бы поставить под угрозу самолет или оказать какое-либо влияние на его управление. [19]
Испытания выявили значительные трудности с измерением фактической тяги двигателя, что привело к дальнейшим испытаниям с использованием улучшенных воздухозаборников и приборов. [20] В конечном итоге двигатели оказались гораздо менее проблематичными, чем можно было ожидать, учитывая экспериментальный характер самолета и его силовых установок; а когда в тройном автостабилизаторе возникали неисправности, их было легко обнаружить, отчасти благодаря самоконтролируемому характеру системы. Согласно отчету Министерства авиации , SC.1 был признан эффективным исследовательским автомобилем при эксплуатации в пределах, налагаемых его небольшими размерами и ограниченными возможностями; однако было обнаружено, что для более обширных испытаний приборов и оборудования наведения потребуется самолет большего размера. [20]
SC.1 летал более десяти лет, в течение которых он предоставил большое количество данных, которые повлияли на более поздние концепции дизайна, такие как управление «реактивным двигателем» на Hawker Siddeley P.1127 , предшественнике Hawker Siddeley Harrier . Работы по летным испытаниям, связанные с методами и технологиями вертикального взлета и посадки, также оказались неоценимыми и помогли Великобритании еще больше укрепить лидерство в этой области. [16] Short SC.1 в конечном итоге стал устаревшим из-за появления Harrier, который, среди прочего, доказал, что нет необходимости нести дополнительные четыре двигателя исключительно для целей взлета и посадки. [15]
Первый SC-1 ( XG900 ) стал частью коллекции самолетов Музея науки в Южном Кенсингтоне , Лондон. [21] Он использовался до 1971 года для исследований вертикального взлета и посадки.
Второй SC-1 ( XG905 ) также сохранился и находится на статической экспозиции на выставке Flight Experience в Ольстерском музее народного творчества и транспорта , Культра, Северная Ирландия . [22] [16]
Данные Shorts Aircraft с 1900 года , [23] Министерство авиации [24]
Общие характеристики
Производительность
Самолеты сопоставимой роли, конфигурации и эпохи
Связанные списки
