Grumman X-29 был американским экспериментальным самолетом , на котором были испытаны крыло прямой стреловидности , рулевые поверхности «утка» и другие новые авиационные технологии. X-29 был разработан компанией Grumman , а два построенных самолета эксплуатировались НАСА и ВВС США . Аэродинамическая нестабильность планера Х-29 потребовала использования компьютеризированного электродистанционного управления . Композитные материалы использовались для контроля аэроупругого расходящегося скручивания, испытываемого крыльями прямой стреловидности, а также для снижения веса. Первый полет самолет совершил в 1984 году, а два Х-29 прошли летные испытания в 1991 году.
Два X-29A были построены Grumman после того, как это предложение было выбрано вместо конкурирующего предложения с участием General Dynamics F-16 Fighting Falcon . В конструкции X-29 использовались передняя часть фюзеляжа и носовое шасси от двух существующих планеров F-5A Freedom Fighter (63-8372 стал 82-0003, а 65-10573 стал 82-0049). [1] Приводы руля и основные стойки шасси были от F-16. Технологическим достижением, сделавшим X-29 убедительной конструкцией, стало использование композитов из углеродного волокна . Крылья Х-29, частично изготовленные из графитовой эпоксидной смолы , были стреловидны вперед более чем на 33 градуса; Крылья прямой стреловидности впервые были опробованы 40 годами ранее на экспериментальных Юнкерсе Ju 287 и ОКБ-1 EF 131 . Внутреннее обозначение Grumman для X-29 было «Grumman Model 712» или «G-712». [2]
X-29 описывается как трехнадёжный самолёт с утком , крыльями прямой стреловидности и задними рулевыми поверхностями [3] с трёхповерхностным продольным управлением. [4] Утка и крылья приводят к уменьшению дифферентного сопротивления и уменьшению волнового сопротивления, в то время как использование стрейков для дифферента в ситуациях, когда центр тяжести смещен, обеспечивает меньшее дифферентное сопротивление, чем компенсация утки. [3]
Такая конфигурация в сочетании с расположением центра тяжести значительно позади аэродинамического центра делала корабль нестабильным по своей природе . Устойчивость обеспечивала компьютеризированная система управления полетом, делающая 40 поправок в секунду. Система управления полетом состояла из трех резервных цифровых компьютеров, подкрепленных тремя резервными аналоговыми компьютерами ; любой из троих мог управлять им самостоятельно, но избыточность позволяла им проверять наличие ошибок. Каждый из троих «голосовал» за свои измерения, чтобы можно было обнаружить, если какой-либо из них неисправен. Было подсчитано, что полный отказ системы был так же маловероятен, как и механический отказ в самолете с обычной компоновкой. [4]
Высокая нестабильность планера по тангажу привела к широким прогнозам о чрезвычайной маневренности. Это мнение сохранялось и в годы после окончания летных испытаний. Испытания ВВС не подтвердили этих ожиданий. [5] Чтобы система управления полетом сохраняла стабильность всей системы, необходимо было ограничить возможность легко инициировать маневр. Это было запрограммировано в системе управления полетом, чтобы сохранить возможность остановить вращение по тангажу и не допустить выхода самолета из-под контроля. В результате всю летающую систему (в том числе и систему управления полетом) нельзя было охарактеризовать как имеющую какую-либо особую повышенную маневренность. Был сделан вывод, что X-29 мог бы иметь повышенную маневренность, если бы у него были более быстрые приводы рулевой поверхности и / или более крупные рулевые поверхности. [5]
В конфигурации крыла со стреловидностью вперед аэродинамическая подъемная сила создает скручивающую силу, которая поворачивает переднюю кромку крыла вверх. Это приводит к увеличению угла атаки, что увеличивает подъемную силу, еще больше поворачивая крыло. Это аэроупругое расхождение может быстро привести к разрушению конструкции. При использовании традиционной металлической конструкции потребовалось бы очень жесткое на кручение крыло, чтобы противостоять скручиванию; усиление жесткости крыла увеличивает вес, что может сделать конструкцию неосуществимой. [6]
В конструкции X-29 использовалась анизотропная упругая связь между изгибом и скручиванием композитного материала из углеродного волокна для устранения этого аэроупругого эффекта. Вместо использования очень жесткого крыла, которое привело бы к увеличению веса даже при относительно легком композитном материале, в X-29 использовалось ламинированное крыло, обеспечивающее связь между изгибом и кручением. По мере увеличения подъемной силы изгибающие нагрузки заставляют законцовки крыла изгибаться вверх. Торсионные нагрузки пытаются повернуть крыло на более высокие углы атаки, но муфта сопротивляется нагрузкам, скручивая переднюю кромку вниз, уменьшая угол атаки и подъемную силу крыла. При уменьшении подъемной силы нагрузки уменьшаются и расхождения удается избежать. [6]
Первый X-29 совершил свой первый полет 14 декабря 1984 года с авиабазы Эдвардс, пилотируемый главным летчиком-испытателем компании Grumman Чаком Сьюэллом. [1] X-29 был третьим самолетом с реактивным двигателем с крылом прямой стреловидности, совершившим полет; двумя другими были немецкий Junkers Ju 287 (1944 г.) и HFB-320 Hansa Jet (1964 г.). [7] 13 декабря 1985 года X-29 стал первым самолетом с крылом прямой стреловидности, совершившим полет на сверхзвуковой скорости в горизонтальном полете.
X-29 начал программу испытаний НАСА через четыре месяца после своего первого полета. X-29 оказался надежным и к августу 1986 года выполнял исследовательские миссии продолжительностью более трех часов, включающие несколько полетов. Первый Х-29 не был оборудован парашютом для восстановления при вращении, поскольку летные испытания планировались во избежание маневров, которые могли привести к отклонению от управляемого полета , например, к штопору. Второй Х-29 получил такой парашют и участвовал в испытаниях на большие углы атаки. Х-29 номер два был маневренным до угла атаки около 25 градусов с максимальным углом 67 градусов, достигаемым при мгновенном маневре по тангажу. [8] [9]
Два самолета X-29 совершили в общей сложности 242 полета с 1984 по 1991 год. [2] [10] Центр летных исследований Драйдена НАСА сообщил, что X-29 продемонстрировал ряд новых технологий и методов, а также новые варианты использования существующих технологий. , включая использование « аэроэластичной адаптации для контроля расхождения конструкции», управление самолетом и управляемость в условиях крайней нестабильности, продольное управление с тремя поверхностями, «двухшарнирный флаперон задней кромки на сверхзвуковых скоростях», эффективный большой угол управления атакой, вихрь контроль и демонстрация военной полезности. [4]
Первый X-29, 82-003, сейчас выставлен в Галерее исследований и разработок Национального музея ВВС США на базе ВВС Райт-Паттерсон недалеко от Дейтона, штат Огайо . [11] Другой корабль выставлен в Летно-исследовательском центре Армстронга на базе ВВС Эдвардс . Полномасштабная модель демонстрировалась с 1989 по 2011 год в здании Национальной аллеи Национального музея авиации и космонавтики в Вашингтоне, округ Колумбия. [12] Полномасштабная копия была перенесена в Музей «Колыбель авиации» в Гарден-Сити, штат Нью-Йорк, в 2011 году.
Данные Jane's All the World's Aircraft 1988-89 гг. [13] NASA X-Planes, [14] Дональд, [2] Винчестер [10]
Общие характеристики
Производительность
Авионика
Игра-симулятор полета F29 Retaliator 1989 года была основана на X-29 и представляла будущее, в котором он был превращен в серийный истребитель и оснащен различным современным вооружением. [ нужна цитата ]
X-29 появилась на обложке альбома Smile японской группы Борис . [ нужна ссылка ] [ важность? ]
Самолеты сопоставимой роли, конфигурации и эпохи
Связанные списки
{{cite journal}}: Требуется цитировать журнал |journal=( помощь )
Эта статья включает общедоступные материалы с веб-сайтов или документов Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства .
