Грумман X-29 - Grumman X-29

Х-29
Grumman-X29-InFlight.jpg
Grumman X-29 в полете
РольЭкспериментальный самолет
национальное происхождениеСоединенные Штаты
ПроизводительГрумман
Первый полет14 декабря 1984 г.
СтатусВ отставке
Основные пользователиВВС США
НАСА
Количество построенных2

В Грумман X-29 был американцем экспериментальный самолет это испытало крыло прямой стреловидности, утка рули и другие новейшие авиационные технологии. Х-29 был разработан Грумман, и два построенных были доставлены НАСА и ВВС США. В аэродинамический нестабильность планера Х-29 потребовала использования компьютеризированных по проводам контроль. Композитные материалы использовались для контроля аэроупругий дивергент скручивание, которое испытывают крылья прямой стреловидности, и для уменьшения веса. Самолет впервые поднялся в воздух в 1984 году, а два X-29 проходили летные испытания в течение 1991 года.

Дизайн и развитие

Два Х-29А были построены Грумман после того, как предложение было выбрано над конкурирующим с участием General Dynamics F-16 Fighting Falcon. В конструкции Х-29 использовались носовая часть фюзеляжа и носовая стойка шасси от двух существующих Истребитель свободы F-5A планеры (63-8372 стали 82-0003 и 65-10573 стали 82-0049).[1] Приводы руля и основных стоек шасси были от F-16. Технический прогресс, который сделал X-29 правдоподобной конструкцией, заключался в использовании углеродное волокно композиты. Крылья Х-29, частично выполненные из графитовая эпоксидная смола, были снесены вперед более чем на 33 градуса; крылья прямой стреловидности были впервые испытаны 40 годами ранее на экспериментальном Юнкерс Ju 287 и ОКБ-1 ЭФ 131. Внутреннее обозначение Grumman для X-29 было "Grumman Model 712" или "G-712".[2]

Кабина самолета с многочисленными старинными круговыми циферблатами и указателями. Перед элементами управления находится столбец управления черной ручкой.
Х-29 кабина

Трехсторонний дизайн и внутренняя нестабильность

X-29 описывается как три надводных самолета, с участием утки, крыло прямой стреловидности, и на корме Strake рули,[3] с использованием трехплоскостного продольного управления.[4] Передние утки и крылья уменьшают обрезку тащить и уменьшенное волновое сопротивление при использовании ремней для дифферента в ситуациях, когда центр гравитации выкл. обеспечивает меньшее сопротивление дифферента, чем использование утка для компенсации.[3]

Конфигурация в сочетании с центр гравитации хорошо позади аэродинамический центр, сделал ремесло по своей сути неустойчивый. Стабильность обеспечивала компьютеризированная система управления полетом, производившая 40 коррекций в секунду. Система управления полетом состояла из трех резервных цифровых компьютеров, к которым подключались три резервных компьютера. аналоговые компьютеры; любой из трех 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 так же маловероятен, как и механический отказ самолета с обычным устройством.[4]

Нестабильность планера на большом шаге привела к широким прогнозам экстремальной маневренности. Это восприятие сохранилось в течение нескольких лет после окончания летных испытаний. Испытания ВВС не подтвердили этого ожидания.[5] Чтобы система управления полетом поддерживала стабильность всей системы, способность легко инициировать маневр необходимо было ограничить. Это было запрограммировано в системе управления полетом, чтобы сохранить способность останавливать вращение по тангажу и удерживать самолет от выхода из-под контроля. В результате вся система в полете (с системой управления полетом в контуре) не могла быть охарактеризована как обладающая особой повышенной маневренностью. Был сделан вывод, что X-29 мог бы иметь повышенную маневренность, если бы у него были более быстрые приводы руля и / или большие поверхности управления.[5]

Соображения по аэроупругости

Х-29 с отклоненными кормовыми рулями

В конфигурации крыла с прямой стреловидностью аэродинамическая подъемная сила создает крутящую силу, которая поворачивает переднюю кромку крыла вверх. Это приводит к большему углу атаки, что увеличивает подъемную силу, дополнительно скручивая крыло. Эта аэроупругая дивергенция может быстро привести к разрушению конструкции. При обычной металлической конструкции требовалось бы очень жесткое на кручение крыло, чтобы противостоять скручиванию; усиление крыла увеличивает вес, что может сделать конструкцию невыполнимой.[6]

В конструкции Х-29 использовались анизотропный эластичное соединение между изгибом и скручиванием композитного материала из углеродного волокна для устранения этого аэроупругого эффекта. Вместо того, чтобы использовать очень жесткое крыло, которое будет иметь меньший вес даже с относительно легким композитом, X-29 использовал ламинат, обеспечивающий сцепление между изгибом и кручением. По мере увеличения подъемной силы изгибающие нагрузки заставляют концы крыла изгибаться вверх. Торсионные нагрузки пытаются поворачивать крыло на большие углы атаки, но муфта сопротивляется нагрузкам, поворачивая переднюю кромку вниз, уменьшая угол атаки и подъемной силы крыла. При уменьшении подъемной силы уменьшается нагрузка и устраняется отклонение.[6]

История эксплуатации

Первый X-29 совершил первый полет 14 декабря 1984 г. Эдвардс AFB пилотирует главный летчик-испытатель Grumman Чак Сьюэлл.[1] X-29 был третьим летательным аппаратом с крылом прямой стреловидности; двое других были немцами Юнкерс Ju 287 (1944) и HFB-320 Hansa Jet (1964).[7] 13 декабря 1985 г. Х-29 стал первым самолетом со стреловидным крылом, совершившим полет на сверхзвуковая скорость в горизонтальном полете.

Grumman X-29A на Национальный музей ВВС США

X-29 начал программу испытаний НАСА через четыре месяца после своего первого полета. X-29 оказался надежным, и к августу 1986 года он выполнял исследовательские миссии продолжительностью более трех часов, включая несколько полетов. Первый X-29 не был оборудован парашютом для восстановления штопора, поскольку летные испытания планировались во избежание маневров, которые могли привести к вылет с контролируемого рейса, например спин. Второй Х-29 получил такой парашют и участвовал в испытаниях на большом угле атаки. Х-29 номер два был маневренным до угол атаки около 25 градусов с максимальным углом 67 °, достигаемым при кратковременном маневре по тангажу.[8][9]

С 1984 по 1991 год два самолета Х-29 совершили в общей сложности 242 полета.[2][10] Центр летных исследований NASA Dryden сообщил, что X-29 продемонстрировал ряд новых технологий и методов, а также новое использование существующих технологий, в том числе использование «аэроупругого приспособления для контроля структурного расхождения», управления самолетом и управляемости во время крайней нестабильности. -поверхностный продольный контроль, «двухшарнирный флаперон с задней кромкой на сверхзвуковых скоростях», эффективное управление большим углом атаки, контроль вихрей и демонстрация военной полезности.[4]

Самолет на дисплее

Первый X-29, 82-003, теперь выставлен в галерее исследований и разработок на Национальный музей ВВС США на База ВВС Райт-Паттерсон около Дейтон, Огайо.[11] Другой корабль выставлен на Центр летных исследований Армстронга на База ВВС Эдвардс. Натурная модель экспонировалась с 1989 по 2011 год на выставке Национальный музей авиации и космонавтики Здание Национальной аллеи в Вашингтоне, округ Колумбия.[12]

Технические характеристики (Х-29)

Grumman X-29 outline.svg

Данные из Самолеты всего мира Джейн 1988-89[13]НАСА X-Planes,[14] Дональд,[2] Винчестер[10]

Общие характеристики

  • Экипаж: 1
  • Вместимость: Полезная нагрузка 4000 фунтов (1814 кг)
  • Длина: 53 фута 11,25 дюйма (16,4402 м), включая носовой зонд
Только фюзеляж 48 футов 1 дюйм (15 м)
  • Размах крыльев: 27 футов 2,5 дюйма (8,293 м)
  • Рост: 14 футов 3,5 дюйма (4,356 м)
  • Площадь крыла: 188,84 квадратных футов (17,544 м2)
  • Соотношение сторон: 3.9
  • Аэродинамический профиль: корень: Grumman K MOD 2 (6,2%); кончик: Grumman K MOD 2 (4.9%)[15]
  • Пустой вес: 13,800 фунтов (6260 кг)
  • Максимальный взлетный вес: 17,800 фунтов (8,074 кг)
  • Вместимость топливных баков: 3978 фунтов (1804 кг) в двух фюзеляжных баллонах и двух встроенных бака
  • Электростанция: 1 × General Electric F404-GE-400 форсажный ТРДД двигатель, 16000 фунтов силы (71 кН) с форсажной камерой

Спектакль

  • Максимальная скорость: 956 узлов (1100 миль / ч, 1771 км / ч) на высоте 33000 футов (10 058 м)
  • Максимальная скорость: 1,8 Маха
  • Ассортимент: 350 миль (400 миль, 650 км)
  • Практический потолок: 55000 футов (17000 м)

Авионика

  • Литтон LR-80 AHRS
  • Magnavox AN / ARC-164 UHF
  • Teledyne RT-1063B / APX-101V IFF / SIF
  • FCS Honeywell с тройным резервированием

Смотрите также

Связанная разработка

Самолеты сопоставимой роли, конфигурации и эпохи

Связанные списки

использованная литература

Заметки

  1. ^ а б Герс-Пал, Андреас, изд. (1995). "X-Planes: от X-1 до X-34". AIS.org. Получено 1 сентября 2009.[мертвая ссылка ]
  2. ^ а б c Дональд 1997, п. 483.
  3. ^ а б Роскам 1985 С. 85–87.
  4. ^ а б c "Информационный бюллетень: самолет-демонстратор передовых технологий X-29". Центр летных исследований НАСА Армстронг. 28 февраля 2014 г.. Получено 24 августа 2014.
  5. ^ а б Баттс и Гувер 1989.
  6. ^ а б Памади 2004.
  7. ^ Зеленый 1970 С. 493–496.
  8. ^ Вебстер и Пурифой 1991.
  9. ^ Винчестер 2005, п. 261.
  10. ^ а б Винчестер 2005, п. 262.
  11. ^ «Грумман Х-29А». Национальный музей ВВС США. 28 мая 2015. Получено 29 августа 2015.
  12. ^ «За гранью». Национальный музей авиации и космонавтики. Архивировано из оригинал 16 июня 2012 г.. Получено 14 октября 2011.
  13. ^ Тейлор, Джон W.R., изд. (1988). Самолеты всего мира Джейн 1988-89 (79-е изд.). Лондон: Информационная группа Джейн. С. 399–400. ISBN  0-7106-0867-5.
  14. ^ Дженкинс, Лэндис и Миллер 2003, п. 37.
  15. ^ Ледничер, Дэвид. «Неполное руководство по использованию аэродинамического профиля». m-selig.ae.illinois.edu. Получено 16 апреля 2019.

Список используемой литературы

  • Butts, S. L .; Гувер, А. Д. (май 1989 г.). «Оценка летных качеств исследовательского самолета Х-29А». Летно-испытательный центр ВВС США. AFFTC-TR-89-08. Цитировать журнал требует | журнал = (Помогите)CS1 maint: ref = harv (ссылка на сайт)
  • Дональд, Дэвид, изд. (1997). «Грумман Х-29А». Полная энциклопедия мировой авиации. Нью-Йорк: Barnes & Noble. ISBN  978-0-7607-0592-6.CS1 maint: ref = harv (ссылка на сайт)
  • Грин, Уильям (1970). Боевые самолеты Третьего рейха. Нью-Йорк: Даблдэй. ISBN  978-0-385-05782-0.CS1 maint: ref = harv (ссылка на сайт)
  • Jenkins, Dennis R .; Лэндис, Тони; Миллер, Джей (июнь 2003 г.). American X-Vehicles: список - от X-1 до X-50 (PDF). Монографии по истории авиации и космонавтики № 31. НАСА. OCLC  68623213. СП-2003-4531.CS1 maint: ref = harv (ссылка на сайт)
  • Памади, Банду Н. (2004). Характеристики, устойчивость, динамика и управление самолетами (2-е изд.). Американский институт аэронавтики и астронавтики. Дои:10.2514/4.862274. ISBN  978-1-56347-583-2.CS1 maint: ref = harv (ссылка на сайт)
  • Патнэм, Террилл В. (январь 1984 г.). Программа летных исследований Х-29 (PDF). Вторая конференция по летным испытаниям AIAA. Лас-Вегас, Невада. 16–18 ноября 1983 г. НАСА. ТМ-86025.CS1 maint: ref = harv (ссылка на сайт)
  • Роскам, янв. (1985). Конструкция самолета, часть II: предварительная конфигурация и интеграция силовой установки. Оттава, Канзас: Роскам авиационно-инжиниринговая корпорация. ISBN  978-1-88488-543-3.CS1 maint: ref = harv (ссылка на сайт)
  • Труэльсен, Ричард (1976). История Груммана. Нью-Йорк: Praeger Publishers. ISBN  978-0-275-54260-3.CS1 maint: ref = harv (ссылка на сайт)
  • Тредуэлл, Терри (1990). Ironworks: Боевые самолеты Груммана. Шрусбери, Великобритания: Эйрлайф Паблишерс. ISBN  978-1-85310-070-3.CS1 maint: ref = harv (ссылка на сайт)
  • Уорик, Грэм (16 июня 1984 г.). «Технология прямой развертки». Международный рейс: 1563–1568.CS1 maint: ref = harv (ссылка на сайт)
  • Вебстер, Фредерик Р .; Пурифой, Дана (июль 1991 г.). X-29 Летающие качества с большим углом атаки. Летно-испытательный центр ВВС США. AFFTC-TR-91-15.CS1 maint: ref = harv (ссылка на сайт)
  • Винчестер, Джим (2005). «Грумман Х-29». X-Planes и прототипы. Лондон: Янтарные книги. ISBN  978-1-904687-40-5.CS1 maint: ref = harv (ссылка на сайт)

Эта статья включаетматериалы общественного достояния с веб-сайтов или документов Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства.

внешние ссылки