Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Northrop X 21A – ламинарлық ағынды басқару қанаттарын сынауға арналған эксперименталды ұшақ. Ол Douglas WB 66D ұшақ фюзеляжінің негізінде жасалған, қанатқа орналасқан қозғалтқыштар артқы бөлігіне көшіріліп, ауа компрессорлары үшін орын босатылды. Ұшақ алғаш рет 1963 жылдың 18 сәуірінде NASA-ның сынаушы ұшқышы Джек Уэллс басқаруымен ұшты. Пайдалы сынақтар өткізілгенімен, күрделі ламинарлық ағын жүйесінің көп күш жұмысын қажет етуі бағдарламаның тоқтатылуына себеп болды.
The Northrop X 21A was an experimental aircraft designed to test wings with laminar flow control. It was based on the Douglas WB 66D airframe, with the wing mounted engines moved to the rear fuselage and making space for air compressors. The aircraft first flew on 18 April 1963 with NASA test pilot Jack Wells at the controls. Although useful testing was accomplished, the extensive maintenance of the intricate laminar flow system caused the end of the program.
Жобалау және әзірлеу
Ламинарлы ағысты басқару – бұл ұшуға қарсы кедергі коэффициентін айтарлықтай жақсартуға мүмкіндік беретін технология, бұл ұшақтың отын тұтынуын, ұшу қашықтығын немесе төзімділігін кез келген жеке авиациялық технологиядан әлдеқайда артық жақсартуға мүмкіндік береді. Принцип бойынша, егер қанаттың 80% ламинарлы болса, жалпы кедергі 25%-ға дейін төмендеуі мүмкін. Ауа мен ұшақ беті арасындағы үйкеліс күші, яғни тұтқыр кедергі, турбулентті шекаралық қабатта ламинарлы қабатқа қарағанда әлдеқайда жоғары болады. Ламинарлы ағынды белсенді басқарудың негізгі түрі – кеуекті материалдар, көптеген тар беттік ойықтар немесе кішкентай тесіктер арқылы (шекаралық қабатты сору) шекаралық қабаттан ауаның шағын бөлігін сору болып табылады. Екі маңызды өзгеріс қажет болды: біріншісі – стандартты қанат астындағы Allison J71 қозғалтқыштарын алып тастап, оларды фюзеляждың артқы бөлігіне орнатылған қондырғыларда бекітілген статикалық итермелі General Electric XJ79 GE 13 турбореактивті қозғалтқыштарымен алмастыру. J79 қозғалтқыштарынан алынған қысымды ауа қанат астындағы екі қақпаққа жіберілді, олардың әрқайсысында қанат ойықтары арқылы шекаралық қабаттан ауаны сорып алатын "жану" турбинасы орналасқан. X 21A сынақ ұшақтары (55 0408 және 55 0410) сондай-ақ 35 градустан 30 градусқа дейін азайтылған, ұзартылған қанатқа енгізілген күрделі ламинарлы ағынды басқару жүйелерін де қамтыды. Қанатта көптеген бойлық ойықтар (барлығы 800 000-ға дейін) болды, олар арқылы турбулентті шекаралық қабат "сорылып", нәтижесінде тегіс ламинарлы ағыс пайда болды. Теориялық тұрғыдан алғанда, кедергіні азайту, отынның тиімді пайдаланылуы және ұшу қашықтығын ұзарту мүмкін. Алдыңғы кабинада ұшқыш және екі инженер отырды, ал екі қосымша ұшу-сынақ инженері қанаттың астындағы орталық фюзеляж бөлімінде орналасқан.
Laminar flow control is a technology that offers the potential for significant improvement in drag coefficient which would provide improvements in aircraft fuel usage, range or endurance that far exceed any known single aeronautical technology. In principle, if 80% of wing is laminar, then overall drag could be reduced by 25%. The frictional force between the air and the aircraft surface, known as viscous drag, is much larger in a turbulent boundary layer than in a laminar one. The principal type of active laminar flow control is removal of a small amount of the boundary layer air by suction through porous materials, multiple narrow surface slots, or small perforations (boundary layer suction). Two major modifications were required, the first involving the standard underwing podded Allison J71 engines being removed and replaced by a pair of static thrust General Electric XJ79 GE 13 non afterburning turbojets mounted in pods attached to the rear of the fuselage sides. Bleed air from the J79 engines was fed into a pair of underwing fairings, each of which housed a "bleed burn" turbine which sucked the boundary layer air out through the wing slots. The X 21A test vehicles (55 0408 and 55 0410) also incorporated sophisticated laminar flow control systems built into a completely new wing of increased span and area, with a sweep reduced from 35° to 30°. The wing had a multiple series of span wise slots (800,000 in total) through which turbulent boundary layer was "sucked in," resulting in a smoother laminar flow. Theoretically, reduced drag, better fuel economy and longer range could be achieved. The forward cockpit carried a pilot and two flight engineers while two additional flight test engineers were housed in a central fuselage bay underneath the wing.
Сынау
Алғашқы сынақтарда кеуекті материалдар мен беткі ойықтардың қоқыс, жәндіктер және тіпті жаңбырмен бітеліп қалуына байланысты маңызды проблемалар анықталды. Белгілі бір жағдайларда, ламинарлық беттердегі ауаның жылдам салқындауынан мұз кристалдары пайда болар еді. Бұл ламинарлық ағынды күрт бұзып, жылдам еруге және турбулентті ағынға тез қайта оралуға себеп болар еді. Сол аймақтарда 95% ламинарлық ағынға қол жеткізу жоспарланған.
In initial testing there were significant problems with the porous materials and surface slots getting plugged with debris, bugs, and even rain. In certain conditions, ice crystals would form due to the rapid cooling of air over the laminar surfaces. This would abruptly disrupt laminar flow, causing rapid melting and rapid transition back to turbulent flow. Maximum achievement of 95% laminar flow over those areas was desired.
Тарату
Екі X 21А-ның екеуі де Калифорния штатындағы Эдвардс әуе базасында сақтауға жіберілді, онда олар бірте-бірте қолданудан шығып, негізінен фототүсіру нысандары ретінде пайдаланылды. Олардың қалдықтарын әлі де көруге болады, бірақ оларды қалпына келтіру немесе көрмеге қою үшін ешқандай әрекет жасалмады.
Both X 21As ended up in storage at Edwards Air Force Base, California, where they gradually became derelicts, used primarily as photo targets. The remains can still be viewed, but no efforts have been made to recover either example for restoration or display.