1950 жылдарғы британдық тік көтерілу және қону ұшағының тәжірибелік үлгісі
Rolls-Royce Thrust Measuring Rig
1950-жылдарғы британдық Rolls Royce TMR – әлемдегі алғашқы реактивтік тік ұшып-қону ұшағы. VTOL технологиясын зерттеу, қауірсіздікті сынау мақсатында жасалған.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
1950 жылдардағы британдық эксперименталды тік ұшып-қону және қону (VTOL) ұшағы
1950s British experimental VTOL aircraft
Rolls Royce Thrust Measuring Rig (TMR) – Rolls Royce компаниясы 1950 жылдары жасаған, тік ұшып-қону және қону (VTOL) қабілетіне ие жаңашыл ұшақ. Ол "әлемдегі алғашқы реактивті қозғалтқышта ұшқан ұшақ" деп танылды. TMR жаңадан дамытылған реактивті қозғалтқыштың тік ұшу мүмкіндіктерін зерттеу мақсатында, ғылыми зерттеулер жүргізу үшін әзірленген. 1954 жылдың тамызында алғаш рет ұшқан TMR, сынақ ұшулар барысында ұшақтың ауада тұрақтандыру жолдарын зерттеді. Бұл ұшақ VTOL ұшақтарында қажетті қуат деңгейі мен тұрақтандыру әдістерін түсінуге көмектесті, сондай-ақ мұндай ұшақтар жасау мүмкіндігін дәлелдеді.
The Rolls Royce Thrust Measuring Rig (TMR) was a pioneering vertical take off and landing (VTOL) aircraft developed by Rolls Royce in the 1950s. It has the distinction of being "the first jet lift aircraft to fly anywhere in the world". The TMR had been envisioned specifically for conducting research, specifically to explore the potential applications of then newly developed jet propulsion towards carrying out vertical flights. First flying in August 1954, extensive studies were conducted during a series of test flights into how stabilisation could be performed during the aircraft's hover. It contributed to a greater understanding of the level of power and appropriate manners of stabilisation involved in a VTOL aircraft, as well as proving the feasibility of the concept in general.
Даму
TMR-ді әзірлеуге ең көп жауапты адам – 1920-шы жылдары Royal Aircraft Establishment (RAE) ұшақтардың газ турбиналарын жобалаумен айналысқан және реактивтік көтеру технологиясының негізін қалаушы доктор Алан Арнольд Гриффит болды. 1939 жылы Гриффит Rolls Royce компаниясына жұмысқа орналасты. 1940-шы жылдары ол тік ұшуға қабілетті ұшақ құру үшін реактивтік қозғалтқышты тікелей тік көтеру үшін пайдалану идеясын ұсынды. Гриффит мұндай ұшақты зерттеу мақсатында салуды ұсынды. 19 тамыз 1953 жылы алғашқы TMR алғашқы рейсін Hucknall әуежайында жасады. Ұшудың алғашқы жылында ұшақ сынақтар үшін порталды жүйеге бекітілген күйде қалды. 3 тамыз 1954 жылы TMR алғашқы еркін рейсін жасады, оны Rolls Royce компаниясының бас сынақ ұшқышы Рональд Томас Шепард басқарды. Типикалық рейстер туралы ақпарат көбінесе ұшқыштардың баяндаған тәжірибелері арқылы алынды. Тұрақтылықты сынау кезінде, бірнеше ұшқыштарға бірдей маневрлерді орындау тапсырылды, олардың көпшілігі VTOL ұшағының тік көтерілуге өтуіне ұқсас болды; сонымен қатар бірнеше бақылаушылар да жұмысқа алынды. Сынақ рейстері кезінде бірнеше қауіпсіздік шектеулері болды: TMR әдетте желдің жылдамдығы 10 түйінден жоғары болса ұшпады, және ол ұшақтың ақау туған жағдайда басқаруға болатын ауа-райы жағдайында ғана ұшатын. Ұшқыштар ұшуды және басқарылатын қонуды орындай алды, бірақ жел болғанда екеуі де қиын болды, әсіресе TMR желдің әсеріне қарсы тұру үшін еңкейтілген кезде. Хабарламаларға сәйкес, ұшқыштар TMR-ді ұшқандағы ең басты қиындық – ұшақтың биіктігін реттеу екенін анықтады; бұл ішінара ұшқыштан берілген командаға қозғалтқыштың жауабының баяу болуына байланысты болды. Газ педалі мен қозғалтқыштың реакциясы арасындағы уақыт аралығы көбінесе бір-екі секундқа жуық болды; ұшқыштар әдетте ұшақтың осы ерекшелігіне бейімделіп, биіктікті басқаруды меңгерді. Биіктікті басқаруды жақсарту үшін екі әрекет жасалды: газ педаліне қарапайым түзеткіш қосылып, оның қозғалыс жылдамдығы шектелді, сондай-ақ күтілгендей жұмыс істемеген «газ педаліне алдын ала жауап беру құрылғылары» орнатылды. 16 қыркүйек 1957 жылы RAE-нің қанатты командирі Стен Хаббард басқарған кезде ұшақ итеру бағытын өзгерту жүйесінің бұзылуынан аман қалды. 28 қараша 1957 жылы екінші TMR, тізім нөмірі XK426, сынақ рейсі кезінде қирады, нәтижесінде ұшақты алғаш рет басқарған қанатты командир Г.Ф. Ларсен қаза тапты. TMR-дің сынақ бағдарламасынан алынған зерттеулер болашақ VTOL ұшақтары үшін маңызды құндылыққа ие болды, кем дегенде кейбір салаларда: Авиация министрлігі жариялаған ресми есепте «осы тәжірибеден алынған негізгі қорытынды – кез келген практикалық реактивтік көтеру ұшағы, егер ол өте қолайлы емес ауа райында жұмыс істесе, тік ұшу кезінде жасанды тұрақтандыруға ие болуы керек. Ұшақты ұшыруды үйренудегі басты қиындық – биіктікті басқару болды; қозғалтқыштың жауап беру уақытын қысқарту реактивтік көтеру ұшағын ұшыруды үйрену мәселесін жеңілдетеді» делінген. TMR-дің салыстырмалы түрде сәтті сынақтарынан кейін Rolls Royce Rolls Royce RB108 тікелей көтеру турбореактивті қозғалтқышын әзірлеуді жалғастыруға шешім қабылдады; осы қозғалтқыштардың бесеуі алғашқы британдық VTOL ұшағы Short SC.1-ді қуаттандыру үшін пайдаланылды.
The man largely responsible for the development of the TMR was Dr Alan Arnold Griffith, who had worked on gas turbine design at the Royal Aircraft Establishment (RAE), in the 1920s and was a pioneer of jet lift technology. In 1939, Griffith had been employed by Rolls Royce. During the 1940s, he conceived of using jet propulsion as a method of directly providing vertical lift to produce an aircraft that could take off vertically. The construction of such an aircraft for research purposes was suggested by Griffith. On 19 August 1953, the first TMR conducted its maiden flight at Hucknall Aerodrome. During the first year of flights, the aircraft remained tethered within the gantry system for flight testing. On 3 August 1954, the TMR conducted its first free flight, piloted by Ronald Thomas Shepherd, Rolls Royce's chief test pilot. Information from typical flights was primarily acquired through the reported experiences of the pilots. During stability trials, more quantifiable data was gained by instructing multiple pilots to follow the same sequence of manoeuvres, many of which were intended to be representative of VTOL aircraft transitioning into hovering flight; multiple observers were also employed as well. Test flights had several safety restrictions placed upon them: the TMR was not typically flown if the wind speed was 10 knots or greater, it would only fly under weather conditions in which the aircraft could be controlled in the event of a fault. Pilots were able to perform take offs and controlled landings, but found both feats to be more difficult if wind was present, particularly if the TMR was required to tilt in order to counteract the wind's effects. Reportedly, pilots found that the main initial difficulty in flying the TMR was the regulation of the aircraft's height; this was partially due to the slow response of the engine to throttle movements being commanded by the pilot. The delay interval between the throttle and the engine response was often around the one to two second mark; pilots would typically adapt to this peculiarity of the aircraft and become adept at mastering height control. Two attempts were made to improve the height control, the addition of a simplistic trimmer on the throttle to restrict its possible speed of movement, and the installation of 'throttle anticipators' that failed to operate as intended. The aircraft survived a failure of its thrust vectored control system on 16 September 1957 whilst being piloted by Wing Commander Stan Hubbard of the RAE. On 28 November 1957, the second TMR, Serial XK426, was destroyed during a test flight, resulting in the death of Wing Commander H. G. F. Larsen, who had been piloting the aircraft for the first time. The research from the TMR's test programme were of considerable value to future VTOL aircraft, as least in some areas: an official report published by the Ministry of Aviation summarised that "the main conclusion to be drawn from this experience is that any practical jet lift aircraft must have some artificial stabilisation while hovering if it is to operate in other than very favourable weather conditions the main difficulty in learning to fly the aircraft was the height control; any reduction in the time constant of the engine response would make the problem of learning to fly a jet lift aircraft easier". Following the relatively successful trials of the TMR, Rolls Royce decided to proceed with the development of the Rolls Royce RB108 direct lift turbojet; five of these engines were used to power the first true British VTOL aircraft, the Short SC.1.
Дизайн
Rolls Royce Thrust Measuring Rig (TMR) – мұндай ұшақтың мүмкіндігін, ерекшеліктерін және қажеттіліктерін зерттеу үшін жасалған тік көтеріліп-қонушы (VTOL) ұшақ. TMR ұшағының кішкентай мөлшеріне байланысты, оның максималды ұшу ұзақтығы бар болғаны алты минутты құрады. Ұшақтан төрт тіреуіш қол шықты, екі жағынан біреу, алдыңғы және артқы жағынан біреу, олар арқылы ұшу кезінде ролл, тангаж және рыскауды басқару үшін қысылған ауа шығарылды. Рыскау мен биіктікті басқару механикалық түрде жүзеге асырылса, тангаж және ролл басқаруы электрлік сигналдар арқылы жасалды, механикалық басқаруға қайтару мүмкіндігі болмады. Алғашқыда электрлік басқару жүйесінің негізгі компоненттері екі рет қайталанды; ақауларды қатесіз анықтау үшін RAE-нің еркін ұшу сынақ кезеңінде қауіпсіз жартылай үш еселік жүйе қабылданды. TMR-де тұрақтылық болмағандықтан, эксперименталды автоматты тұрақтандыру жүйесі енгізілді. Оның көптеген сынақ ұшулары барысында тұрақтандырушының әртүрлі деңгейдегі араласуы жүзеге асырылды, оның ішінде тұрақтандыру мүлдем қосылмаған жағдайлар да болды.
The Rolls Royce Thrust Measuring Rig (TMR) was a VTOL aircraft developed to explore the practicality, characteristics, and requirements of such an aircraft. Due its small size, the TMR had a maximum flight endurance of only six minutes. A total of four outrigger arms extended out from the rig, one on either side and one each at the front and rear, through which compressed air was released for control in roll, pitch and yaw when in flight. While the controls for yaw and height were mechanically based, the pitch and roll controls were electrically signalled, without any provision for reverting to mechanical operation. Initially, key components for the electrical control system components were duplicated; however, in order to make the detection of faults infallible, a safer partial triplex arrangement was adopted for the RAE's free flight testing phase. As the TMR possessed no inherent stability, it incorporated an experimental automatic stabiliser system. During its numerous test flights, varying degrees of intervention by the stabiliser were performed, including a few in which no stabilisation was active at all.
Көрмеге қойылған ұшақтар
Бірінші машина (сериялық нөмірі XJ314) Лондон, Англиядағы Ғылым мұражайында сақталып, көпшілікке көрсетіледі.
The first machine (Serial XJ314) is preserved and on public display at the Science Museum in London, England.