Bell X-1

редактировать
Экспериментальный самолет с ракетным двигателем, первый самолет, преодолевший звуковой барьер в горизонтальном полете
X-1
Bell X-1 46-062 (в полете).jpg
X -1 # 46-062, по прозвищу Гламурный Гленнис
РольЭкспериментальный ракетоплан
Национальное происхождениеСША
ПроизводительBell Aircraft
Первый полет19 января 1946 г.
СтатусНа пенсии
Основные пользователиВВС США. Национальный консультативный комитет по аэронавтике
Построено7

Bell X-1 (Bell Model 44 ) - это самолет с ракетным двигателем, первоначально обозначенный как XS-1, и входил в состав объединенного Национального консультативного комитета по аэронавтике - США. Армия ВВС - США Сверхзвуковой исследовательский проект ВВС, построенный Bell Aircraft. Задуманный в 1944 году и спроектированный и построенный в 1945 году, он развил скорость почти 1000 миль в час (1600 км / ч; 870 узлов) в 1948 году. Производное той же конструкции, Bell X-1A ракета, имеющая больший запас топлива и, следовательно, более продолжительное время горения, в 1954 году превышала 1600 миль в час (2600 км / ч; 1400 узлов). X-1, пилотируемый Чаком Йегером, был первым пилотируемым самолет, превышавший скорость звука в горизонтальном полете, и был первым из X-plane, серии американских экспериментальных ракетных самолетов (и не ракетные самолеты), предназначенные для отработки новых технологий.

Содержание
  • 1 Проектирование и разработка
    • 1.1 Параллельная разработка
    • 1.2 Исследования
  • 2 Эксплуатационная история
    • 2.1 Полет на 1 Мах
    • 2.2 Унаследованные
  • 3 Варианты
    • 3.1 X-1A
    • 3,2 X-1B
    • 3,3 X-1C
    • 3,4 X-1D
    • 3,5 X-1E
  • 4 Отображаемый самолет
  • 5 Технические характеристики (Bell X-1 # 1 и # 2)
  • 6 Заметные появления в СМИ
  • 7 См. также
  • 8 Ссылки
    • 8.1 Примечания
    • 8.2 Библиография
  • 9 Внешние ссылки
Дизайн и разработка

Параллельная разработка

ракетный двигатель XLR-11

В 1942 году Министерство авиации Соединенного Королевства начало сверхсекретный проект с Miles Aircraft разработать первый в мире самолет, способный преодолеть звуковой барьер. Результатом проекта стала разработка прототипа турбореактивного двигателя с двигателем Miles M.52, рассчитанного на скорость 1000 миль в час (870 узлов; 1600 км / ч) (вдвое больше, чем у существующих рекорд скорости ) в горизонтальном полете и набор высоты 36 000 футов (11 км) за 1 мин 30 сек.

К 1944 году проектирование M.52 было завершено на 90%, и Майлзу сказали продолжить строительство трех прототипов. Позже в том же году министерство авиации подписало соглашение с США об обмене высокоскоростными исследованиями и данными. Главный аэродинамик Майлза Деннис Бэнкрофт заявил, что сотрудники Bell Aircraft посетили Майлза позже в 1944 году и получили доступ к чертежам и исследованиям M.52, но США нарушили соглашение, и никаких данных не поступало. взамен. Майлз не знал, что Белл уже приступил к созданию собственной сверхзвуковой конструкции с ракетным двигателем и с обычным горизонтальным оперением. Белл боролся с проблемой управления по тангажу из-за «заглушки» лифтов. Хвост переменной вероятности оказался наиболее многообещающим решением; и, уже определив его для M.52, испытания Майлза и RAE подтвердили это.

Научные исследования

XS-1 впервые обсуждался в декабре 1944 года. Ранние спецификации для самолета были для пилотируемого сверхзвукового транспортного средства, которое могло летать со скоростью 800 миль в час (1300 км / ч) на высоте 35000 футов (11000 м) в течение двух-пяти минут. 16 марта 1945 г. США Армейские ВВС Летно-испытательное подразделение и Национальный консультативный комитет по аэронавтике (NACA) заключили контракт с Bell Aircraft Company на постройку трех XS-1 (для "Experimental, Supersonic", позже X-1) для получения полетных данных об условиях в околозвуковом диапазоне скоростей.

Конструкторы самолета построили ракетоплан после рассмотрения альтернатив. Турбореактивные двигатели не могли достичь требуемых характеристик на большой высоте. Самолет с турбореактивным и ракетным двигателями был бы слишком большим и сложным. Х-1, в принципе, представляла собой «пулю с крыльями», по форме напоминавшую пулю Браунинга.50 калибра (12,7 мм) для пулемета, известную своей стабильностью. в сверхзвуковом полете. Форма была соблюдена до такой степени, что его пилот сидел за наклонным окном в рамке внутри узкой кабины в носовой части без катапультного кресла.

Стреловидные крылья не использовались, потому что о них было известно слишком мало. Поскольку конструкция могла привести к созданию истребителя, XS-1 должен был взлетать с земли, но в конце войны B-29 Superfortress стал доступен для его полета. После того, как в 1947 году у ракетоплана возникли проблемы сжимаемости, он был модифицирован с помощью хвостового оперения с переменным углом падения после передачи технологии Соединенным Королевством.

После преобразования X -1 на цельноповоротный (или "летающий"), пилот-испытатель Чак Йегер подтвердил это экспериментально, и все последующие сверхзвуковые самолеты либо иметь цельноповоротное хвостовое оперение или иметь «бесхвостое» треугольное крыло.

Ракетный двигатель имел четырехкамерную конструкцию, созданную Reaction Motors Inc.., один одной из первых компаний, которые построили жидкостные ракетные двигатели в США. После рассмотрения перекиси водорода монотоплива, анилина / азотной кислоты двухкомпонентное топливо и нитрометан в качестве топлива ракета сжигала этиловый спирт, разбавленный водой с жидким кислородом окислителем. Его четыре камеры можно было включать и выключать индивидуально, поэтому тягу можно было изменять с шагом 1 500 фунтов-силы (6700 Н). Топливные и кислородные баки первых двух двигателей X-1 были заполнены азотом, что сократило время полета примерно на 1 ⁄ 2 минут и увеличило посадочную массу на 2000 фунтов (910 кг).), но остальные использовали газовые турбонасосы, увеличивая давление в камере и тягу, делая двигатель легче.

История эксплуатации

Испытание начальника Bell Aircraft пилот Джек Вуламс стал первым, кто пилотировал XS-1. Он совершил планерный полет над армейским аэродромом Пайнкасл в Флориде 25 января 1946 года. Вуламс совершил еще девять планирующих полетов над Пайнкасл, при этом B-29 сбросил самолет в 29 000 футов (8800 м), а XS-1 приземлился через 12 минут со скоростью около 110 миль в час (180 км / ч). В марте 1946 г. ракетоплан № 1 был возвращен компании Bell Aircraft в Буффало, штат Нью-Йорк для доработок для подготовки к летным испытаниям с двигателем. Еще четыре глиссирующих испытания были проведены на армейском аэродроме Мурок недалеко от Палмдейл, Калифорния, который был затоплен во время испытаний во Флориде, перед первым испытанием двигателя 9 декабря 1946 года. Две камеры были воспламенены., но самолет разгонялся так быстро, что одна камера была отключена до повторного зажигания на высоте 35 000 футов (11 000 м), достигнув 0,795 Маха. После того, как камеры были отключены, самолет спустился на высоту 15 000 футов (4600 м), где все четыре камеры были кратко испытаны. После смерти Вулэмса 30 августа 1946 года Чалмерс «Слик» Гудлин был основным летчиком-испытателем Bell Aircraft для X-1-1 (серийный номер 46-062). Он совершил 26 успешных полетов на обоих X-1 с сентября 1946 по июнь 1947 года.

Армейские ВВС были недовольны осторожными темпами расширения диапазона полетов, и контракт Bell Aircraft на летные испытания самолета № 46-062 заключался в прекращено. Программа испытаний была приобретена Управлением летных испытаний ВВС армии 24 июня после нескольких месяцев переговоров. Гудлин потребовал бонус в размере 150 000 долларов США (что эквивалентно 1,72 миллиона долларов в 2019 году) за превышение скорости звука. Летные испытания X-1-2 (серийный 46-063) будут проводиться NACA для получения проектных данных для более поздних серийных высокопроизводительных самолетов.

Полет на скорости 1 Маха

Чак Йегер перед X-1, который он назвал Гламурным Гленнисом.

Первый пилотируемый сверхзвуковой полет произошел 14 октября 1947 года., менее чем через месяц после США ВВС создавалась как отдельная служба. Капитан Чарльз «Чак» Йегер пилотировал самолет ВВС США № 46-062, прозванный в честь своей жены Гламурным Гленнис. Самолет был запущен с падением из бомбового отсека B-29 и достиг скорости 1,06 Маха (700 миль в час (1100 км / ч; 610 узлов)). Из-за сгорания двигателя самолет совершил посадку на высохшее дно озера. Это был рейс XS-1 номер 50.

Файл: сверхзвуковой полет Йегера 1947.ogv Play media Йегер превысил Мах 1 14 октября 1947 года на X-1.

Три основных участника программы X-1 выиграл Национальную ассоциацию аэронавтики Collier Trophy в 1948 году за свои усилия. Белый дом был удостоен награды президента Трумэна : Ларри Белл за Bell Aircraft, капитан Йегер за пилотирование полетов и Джон Стэк за вклад NACA.

История полета Йегера 14 октября просочилась репортеру из журнала Aviation Week, а Los Angeles Times представила эту историю в качестве заголовка новостей в своих 22 Декабрьский выпуск. Журнал вышел 20 декабря. Военно-воздушные силы пригрозили возбуждением уголовного дела против журналистов, раскрывших эту историю, но так и не произошло. Новости о сверхзвуковом самолете с прямым крылом удивили многих американских экспертов, которые, как и их немецкие коллеги во время войны, считали, что для преодоления звукового барьера необходима конструкция со стреловидным крылом. 10 июня 1948 года секретарь ВВС Стюарт Симингтон объявил, что звуковой барьер неоднократно преодолевался двумя экспериментальными самолетами.

5 января 1949 года Йегер использовал самолет. № 46-062 для выполнения единственного обычного запуска (взлетно-посадочная полоса) программы X-1, достигнув 23 000 футов (7 000 м) за 90 секунд.

Legacy

Марка Почтовой службы США 1997 года посвящена Беллу X-1, первый самолет, летящий со скоростью, превышающей скорость звука

Методы исследований, использованные в программе X-1, стали образцом для всех последующих проектов X-craft. Проект X-1 помог послевоенному союзу сотрудничества между военными потребностями США, промышленными возможностями и исследовательскими объектами. Полетные данные, собранные NACA в ходе испытаний X-1, оказались бесценными для дальнейшего проектирования истребителей США во второй половине 20-го века.

В 1997 году Почтовая служба США выпустила юбилейную юбилейную марку, посвященную пятидесятилетию, на которой самолет Bell X1-6062 был признан первым летательным аппаратом, летавшим на сверхзвуковой скорости примерно 1,06 Маха (1298,55 км). / ч; 806,88 миль / ч).

Варианты

Более поздние варианты X-1 были построены для проверки различных аспектов сверхзвукового полета; один из них, X-1A, с Йегером за штурвалом, непреднамеренно продемонстрировал очень опасную характеристику быстрого (более 2 Маха) сверхзвукового полета: инерционное сцепление. Только навыки Йегера как летчика предотвратили катастрофу; позже Мел Апт погибнет, испытывая Bell X-2 при аналогичных обстоятельствах.

X-1A

(Bell Model 58A )

X-1A

Заказанный ВВС 2 апреля 1948 года, X-1A (серийный номер 48-1384) был предназначен для исследования аэродинамических явлений на скоростях выше 2 Маха (681 м / с, 2451 км / ч) и высотах более 90000 футов (27 км), уделяя особое внимание динамической устойчивости и воздушным нагрузкам. Более длинный и тяжелый, чем оригинальный X-1, со ступенчатым куполом для лучшего обзора, X-1A был оснащен тем же ракетным двигателем Reaction Motors XLR-11. Самолет впервые поднялся в воздух без двигателя 14 февраля 1953 года на авиабазе Эдвардс, а первый полет с двигателем состоялся 21 февраля. Оба полета пилотировал пилот-испытатель Bell Джин «Скип» Зиглер.

После того, как NACA начал свои высокоскоростные испытания с Douglas Skyrocket, кульминацией которых стал Скотт. Кроссфилд достиг скорости 2,005 Маха 20 ноября 1953 года, ВВС начали серию испытаний X-1A, которые пилот-испытатель серии, Чак Йегер назвал «Операция NACA Weep». Они достигли своей высшей точки 12 декабря 1953 года, когда Йегер достиг высоты 74,700 футов (22,800 м) и нового рекорда скорости полета 2,44 Маха (равняется 1620 миль / ч, 724,5 м / с, 2608 км / ч на этой высоте). В отличие от Кроссфилда в Skyrocket, Йегер достиг этого в горизонтальном полете. Вскоре после этого самолет вылетел из-под контроля из-за еще не изученного явления инерционной связи. X-1A упал с максимальной высоты до 25000 футов (7600 м), подвергая пилота ускорению до 8g, во время которого Йегер сломал купол своим шлемом, прежде чем восстановить контроль.

28 мая 1954 г., Майор Артур В. Мюррей пилотировал X-1A до нового рекорда в 90 440 футов (27 570 м).

Самолет был передан NACA в сентябре 1954 года, а затем модифицирован. X-1A был потерян 8 августа 1955 года, когда во время подготовки к запуску с базового корабля RB-50 произошел взрыв в баллоне с жидким кислородом. С помощью членов экипажа RB-50 летчик-испытатель Джозеф А. Уокер успешно выбрался из самолета, который затем был сброшен. Взорвавшись при ударе о дно пустыни, X-1A стал первым из многих ранних X-самолетов, которые были потеряны в результате взрывов.

X-1B

(Bell Model 58B )

X-1B at Национальный музей ВВС США.

Корабль X-1B (серийный номер 48-1385) был оборудован приборами аэродинамического нагрева для тепловых исследований (более 300 тепловизоров) были установлены на его поверхности). Он был похож на X-1A, за исключением немного другого крыла. X-1B использовался для высокоскоростных исследований ВВС США, начиная с октября 1954 года, до того, как был передан NACA в январе 1955 года. NACA продолжало управлять самолетом до января 1958 года, когда трещины в топливных баках вынудили его заземление. X-1B совершил 27 полетов. Заметным достижением была установка системы небольших реактивных ракет, используемых для управления по курсу, что сделало X-1B первым самолетом, который летал с этой сложной системой управления, позже использованной в North American X-15. X-1B сейчас находится в Национальном музее ВВС США, на базе ВВС США Райт-Паттерсон в Дейтоне, Огайо, где он выставлен. в музее генерал-майора Альберта Бойда и генерал-майора Фреда Аскани в галерее исследований и разработок.

X-1C

(Bell Model 58C ) X-1C (серийный 48-1387) предназначался для испытаний вооружения и боеприпасов в высокозвуковых и сверхзвуковых режимах полета.. Он был отменен, когда все еще находился на стадии макета, так как разработка трансзвуковых и сверхзвуковых самолетов, таких как North American F-86 Sabre и North American F-100 Super Sabre, была прекращена. необходимость в специальной экспериментальной испытательной машине.

X-1D

(Bell Model 58D ) X-1D (серийный 48-1386) был первым из второго поколение сверхзвуковых ракетных самолетов. Вылетевший из самолета EB-50A (серийный номер 46-006), он должен был использоваться для исследования теплопередачи. X-1D был оснащен новой топливной системой низкого давления и немного увеличенным запасом топлива. Также были внесены небольшие изменения в комплект авионики.

24 июля 1951 года под штурвалом летчика-испытателя Bell Джин «Скип» Зиглер X-1D был запущен над Роджерс-Драй-Лейк, что должно было стать единственным успешным полетом. своей карьеры. Планирование без двигателя было завершено после девятиминутного снижения, но после приземления вышло из строя переднее шасси, и самолет неуклюже скользнул до остановки. Ремонт занял несколько недель, второй рейс был запланирован на середину августа. 22 августа 1951 года X-1D погиб в результате взрыва топлива во время подготовки к первому полету с двигателем. Самолет был разрушен при ударе после того, как он был сброшен со своего базового корабля EB-50A.

X-1E

(Bell Model 44 )

Bell X-1-3, самолет № 46-064, соединяется к базовому кораблю B-50 для летных испытаний 9 ноября 1951 года. Во время выгрузки топлива после этого полета он взорвался, разрушив себя и B-50, и серьезно поджег Джо Кэннона. X-1-3 совершил только один планер 20 июля.

X-1E был результатом реконструкции X-1-2 (серийный 46-063), для достижения целей, изначально поставленных для X-1D и X-1-3 (серийный номер 46-064), оба были потеряны в результате взрывов в 1951 году. Причина таинственных взрывов была окончательно установлена ​​в использовании пропитанных кожаных прокладок Ulmer. с трикрезилфосфатом (TCP), обработкой кожи, которая использовалась в жидком кислороде водопровода. TCP становится нестабильным и взрывоопасным в присутствии чистого кислорода и механического удара. Эта ошибка стоила двух жизней, вызвала травмы и потеряла несколько самолетов.

X-1E, названный Little Joe, с пилотом Джо Уокером.

Изменения включали:

  • Система подачи топлива с турбонасосом, которая устранила высокий топливная система с азотом под давлением, используемая в '062 и' 063. Обеспокоенность по поводу усталости металла в топливной системе с азотом привела к заземлению X-1-2 после 54-го полета в исходной конфигурации.
  • сверхтонкое крыло с измененным профилем (⅜ дюйма при root ), основанный на профиле крыла X-3 Stiletto, позволяющий X-1E достигать 2 Маха.
  • Ветровое стекло с острым краем заменило оригинальную теплицу. остекление, открывающийся вверх фонарь заменил боковой люк фюзеляжа и позволил установить катапультное сиденье .
  • . Добавление 200 портов давления для аэродинамических данных и 343 тензодатчиков для измерения нагрузок на конструкцию и аэродинамического нагрева вдоль крыла. и фюзеляж.

X-1E впервые поднялся в воздух 15 декабря 1955 года. Планерным полетом руководил летчик-испытатель ВВС США Джо Уокер. Уокер покинул программу X-1E в 1958 году, после 21 полета, достигнув максимальной скорости 2,21 Маха (752 м / с, 2704 км / ч). Пилот-исследователь NACA Джон Б. Маккей занял его место в сентябре 1958 года, выполнив пять полетов в погоне за 3 Маха (1021 м / с, 3675 км / ч), прежде чем X-1E был окончательно заземлен после 26-го полета. полет в ноябре 1958 г. в связи с обнаружением структурных трещин в стенке топливного бака.

Выставка самолета
X-1-1 # 46-062 Гламурный Гленнис в Национальном музее авиации и космонавтики. Его цвет Международный оранжевый
Технические характеристики (Bell X-1 # 1 и # 2)
Bell X -1 орфографическая диаграмма

Данные Bell Aircraft с 1935 г., самолеты X: X-1 - X-45

Общие характеристики

  • Экипаж: 1
  • Длина: 30 футов 11 дюймов (9,42 м).
X-1A, X-1B, X-1D: 35 футов 8 дюймов (10,87 м)
X-1C: 35,0 футов (10,67 м)
  • Размах крыла: 28 футов 0 дюймов (8,53 м).
X-1E: 22 футов 10 дюймов (6,96 м)
  • Высота: 10 футов 10 дюймов (3,30 м)
  • Площадь крыла: 130 квадратных футов (12 м)
X-1E 115 квадратных футов (10,7 м)
# 2, X-1A, X-1B, X-1D NACA 65-108 (толщина 8%)
X-1E NACA 64A004
  • Масса пустого: 7000 фунтов (3175 кг).
X-1A, X-1B, X-1C, X-1D: 6880 фунтов (3120 кг)
X-1E: 6850 фунтов ( 3110 кг)
  • Масса брутто: 12,250 фунтов (5,557 кг).
X-1A, X-1B, X-1C, X-1D: 16,487 фунтов (7,478 кг)
X -1E: 14750 фунтов (6690 кг)
X-1E:Реакционные двигатели RMI LR-8- RM-5 6000 фунтов (27 кН)

Характеристики

  • Максимальная скорость: 1,612 миль / ч (2594 км / ч, 1401 кН).
X-1E: 1450 миль / ч (1,260 кн; 2330 км / ч)
  • Максимальная скорость: 2,44 Маха
X-1E: M2.24
  • Продолжительность полета: 5 минут полета с двигателем.
X-1A, X- 1B, X-1C, X-1D: 4 минуты 40 секунд полета с двигателем
X-1E: 4 минуты 45 секунд полета с двигателем
  • Практический потолок: 70 000 футов (21 000 м).
X-1A, X-1B, X-1C, X-1D: 90000 футов (27000 м)
X-1E: 75000 футов (23000 м)
Заметные появления в media
См. также
орфографическую схему X-1E

Летательный аппарат сопоставимой роли, конфигурации и эпохи

Связанные списки

Ссылки

Примечания

Библиография

Внешние ссылки
Викискладе есть медиафайлы, связанные с Bell X-1.
Последняя правка сделана 2021-05-12 10:49:27
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте