Республика XF-12: Тәжірибелік барлау ұшағы

Кіріспе

Прототиптік барлау ұшағы

Republic XF 12 Rainbow – 1940 жылдардың соңында Republic Aviation Company компаниясы жобалаған төрт қозғалтқышты, толығымен металлдан жасалған прототиптік барлау ұшағы. Сол дәуірдегі көптеген ірі ұшақтар сияқты, ол радиалды қозғалтқыштарды, атап айтқанда Pratt & Whitney R 4360 Wasp Major қозғалтқыштарын пайдаланды. XF 12 ұшағы "төрт аяғымен ұшып бара жатқан" деп аталды, яғни: төрт қозғалтқыш, круиздік жылдамдық, 12192.00 метр биіктіктегі ұшу қашықтығы. Ұшақ аэродинамикалық тиімділікті максималды деңгейге жеткізу үшін жобаланған. Өте инновациялық болғанына қарамастан, реактивтік қозғалтқыштардың пайда болуы және Екінші дүниежүзілік соғыстың аяқталуы оны қолданысқа енгізбеді, сондықтан ол сериялық өндіріске түспеді. Ұсынылған RC 2 жолаушылар ұшағының нұсқасы экономикалық тұрғыдан тиімсіз деп танылды және құрылысы басталмай тоқтатылды.

Даму

1943 жылдың соңында АҚШ Әскери-әуе күштерінің Әуе техникалық қызметі ұсынған бастапқы жоба, 12192,00 м биіктікке дейін ұша алатын барлау ұшағы болды. Оның басты мақсаты – жапон территориясы мен жаудың маңызды объектілерінің үстінен жоғары жылдамдықпен ұшу. Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде, Тынық мұхитындағы қашықтық талаптарына байланысты, қолданыстағы истребительдер мен бомбалаушылар пайдаланылды, бірақ олар АҚШ Әскери-әуе күштерінің қажеттіліктеріне толыққанды сай келмеді. Сол кезде қажеттілік туды – жоғары жылдамдыққа, қашықтыққа және биіктікке ие, арнайы фотобарлау ұшақтары керек болды. 1943 жылдың тамызында АҚШ президенті Франклин Д. Рузвельттің ұлы, полковник Эллиот Рузвельт, Lockheed F-5 (модификацияланған P-38 Lightning) "барлау" бөлімінің командирі, жоғары өнімді фотобарлау ұшағын сатып алуды ұсынды. Бұл ұшақ, бомбалау шабуылына дейін және одан кейін нысананы талдау үшін мәліметтер беруге, сондай-ақ фотосуреттерді интерпретациялауға мүмкіндік беретін еді, бұл командирлерге бомбалау рейдтерін жоспарлауда көмектесер еді. Republic Aviation XF-12 ұшағын ұсынды, ол Hughes XF-11 ұшағымен бәсекелесті. Екеуі де жаңа P&W R-4360 қозғалтқышымен жабдықталған. XF-12 алғашқы ұшуын 1946 жылдың 4 ақпанында жасады. Ұшу сынақтары барысында, ол 13716,00 м биіктікке көтеріліп, жобалық параметрлерден асып түсетін , қашықтықты көрсетті. XF-12 күндіз де, түнде де, тіпті төмен көріну жағдайында, биіктікте, ұзақ қашықтықта және жоғары жылдамдықпен фотосурет түсіре алатын еді. Бұл "ұшатын фотолаборатория" планетаның кең аумақтарын картаға түсіруге қабілетті болды. АҚШ Әскери-әуе күштері XF-11 және XF-12 ұшақтарынан бір-бір прототиптен тапсырыс берді, бірақ Екінші дүниежүзілік соғыс аяқталғаннан кейін қажеттілік жойылды. Ал Boeing B-29 Superfortress және Boeing B-50 Superfortress ұшақтары, реактивтік қозғалтқыштармен жабдықталған Boeing RB-47 Stratojet пайдалануға дейін уақытша рөлді атқара алды. XF-12 – төрт поршеньді қозғалтқыштармен жұмыс істейтін, сол заманғы ең жылдам ұшақ болды және тегіс ұшу кезінде жылдамдықтан асып түсті.

The original proposal from the United States Army Air Corps Air Technical Service Command in late 1943 was for a reconnaissance aircraft with a range of and a ceiling of 12192.00 m. Its primary objective was high speed overflights of the Japanese homeland and key enemy installations. During World War II, due to the range requirements of operating in the Pacific, existing fighters and bombers were being used but were poorly suited to the USAAF's needs. The requirement existed for dedicated photo reconnaissance aircraft with speed, range, and altitude capabilities beyond what was then available. In August 1943, U. S. President Franklin D. Roosevelt's son, Colonel Elliot Roosevelt, commander of a Lockheed F 5 (a modified P 38 Lightning) "recon" unit, recommended the acquisition of a dedicated high performance photo reconnaissance aircraft to provide pre and post strike target analysis intelligence as well as photo interpretation to better allow commanders to make decisions for bombing raids. Republic Aviation submitted the XF 12 and it was competing against the Hughes XF 11. Both were powered by the new P&W R 4360. The XF 12's first flight was made on 4 February 1946 and during flight testing, it reached an altitude of 13716.00 m at , and demonstrated a range of , exceeding design criteria. The XF 12 could photograph in both daylight and night and under conditions of reduced visibility at high altitudes over long ranges and with great speed. This "flying photo lab" was capable of mapping broad stretches of the globe. Only two prototypes were built each of the XF 11 and the XF 12 were ordered into service by the U. S. Army Air Forces, as the requirement evaporated after World War II ended, while the cheaper off the shelf Boeing B 29 Superfortress and Boeing B 50 Superfortress could temporarily fill the role until the jet powered Boeing RB 47 Stratojet entered service. The XF 12 was the fastest aircraft of its day to use four reciprocating engines, and the only one to exceed in level flight

Дизайн

Минимизация сопротивления была первостепенным соображением на протяжении всего проектирования XF 12. Многие особенности были взяты из опыта Republic в разработке истребителей. Необычно, но форма фюзеляжа не была изменена в ущерб аэродинамике. Aviation Week цитирует: "Острый нос и цилиндрическая сигарная форма XF 12 воплощают мечту конструктора о бескомпромиссном дизайне с учетом аэродинамических соображений". Для выполнения разведывательных задач XF 12 имел три фотоотсека позади крыла. Один вертикальный, один разделенный вертикальный и один триметрогон, каждый с камерой Fairchild K 17. Для ночной разведки XF 12 имел брюшной отсек, вмещавший 18 фото-вспышек высокой интенсивности для сброса над целью. Все отсеки были оснащены электрически управляемыми, внутрь убирающимися дверями, разработанными для минимизации сопротивления, а линзы камер электрически нагревались для предотвращения образования инея. XF 12 также перевозил полноценное оборудование темной комнаты для проявки и печати пленки в полете, дополненное регулируемыми стеллажами для хранения контейнеров с пленкой любого размера и дополнительного фотооборудования. Это обеспечивало немедленный доступ к разведданным после посадки без обычной задержки обработки. Его крыло имело прямой скос с высоким удлинением для максимальной эффективности и квадратными законцовками. Двигатели использовали сдвигающуюся накидку для облегчения охлаждения двигателя вместо закрылков, которые создавали слишком большое сопротивление. Также был установлен двухступенчатый вентилятор непосредственно за ступицей винта. Эти усовершенствования позволили плотно обтекать двигатели для повышения аэродинамической эффективности, сохраняя при этом достаточный уровень охлаждения. Когда сдвигающееся кольцо накидки закрывалось во время полета, охлаждающий воздух направлялся через мотогондолу к заднему выпускному отверстию, увеличивая тягу, а не создавая сопротивление, как это обычно бывает. Воздух для впускных устройств двигателя, маслоохладителей и интеркулеров забирался через переднюю кромку каждого крыла между внутренними и внешними двигателями. Это снижало сопротивление по сравнению с использованием отдельных впускных устройств для каждого компонента. Кроме того, поскольку воздух забирался из области высокого давления в передней части крыла, это обеспечивало наддув от встречного потока воздуха для увеличения мощности на высоких скоростях и более эффективного охлаждения масла и интеркулеров. Впускные устройства составляли 25% от общей размаха крыла и были тщательно протестированы в аэродинамической трубе. После использования воздух направлялся к задней части мотогондолы для создания тяги. Вся мотогондола двигателя была почти такой же длины, как у Republic P 47 Thunderbolt. Исследования показали, что во время крейсерского полета на большой высоте каждый выхлоп двигателя создавал силу, примерно эквивалентную. Каждый двигатель оснащен двумя турбокомпрессорами General Electric в задней части мотогондолы и водяно-метанольным впрыском для кратковременного увеличения мощности. XF 12 первоначально предназначался для использования встречно вращающихся винтов, аналогичных тем, что использовались на XF 11, однако из-за задержек с поставками и проблем с надежностью они так и не были установлены. Они должны были быть сдвоенными трехлопастными винтами (вращающимися в противоположных направлениях). В итоге самолет использовал стандартные четырехлопастные винты Curtiss Electric. Единственным видимым внешним отличием между первыми и вторыми прототипами было добавление охлаждающих жабер на верхних накидках двигателя. Второй прототип был оснащен полным комплектом разведывательного оборудования. Когда Военно-воздушные силы армии США стали Военно-воздушными силами США, XF 12 позже был переобозначен как XR 12. Операция "Птичий глаз" была разработана для демонстрации возможностей XF 12. 1 сентября 1948 года второй прототип вылетел из Центра летных испытаний Военно-воздушных сил США в Муроке, Калифорния, и поднялся на запад к своей крейсерской высоте над Тихим океаном, прежде чем направиться на восток. Затем он сфотографировал весь свой маршрут полета по Соединенным Штатам на 390 отдельных фотографиях, каждая из которых покрывала, которые были соединены, чтобы сформировать непрерывный отпечаток длиной 99,06 м. Они приземлились на аэродроме Митчелл на Лонг-Айленде, Нью-Йорк, после шести часов 55 минут со средней скоростью. Фотография делалась примерно каждые 66 секунд. Полет был представлен в выпуске журнала Life от 29 ноября 1948 года и в фильме, показанном на конвенции Ассоциации Военно-воздушных сил США 1948 года в Нью-Йорке. Первый прототип продолжил летные испытания после возвращения в строй в 1948 году, но без поступления заказов и с потерей второго прототипа летные испытания были прекращены, а оставшийся прототип был выведен из эксплуатации в июне 1952 года, совершив всего 117 часов полетов с 1949 по 1952 год. Позже он был использован в качестве мишени на полигоне Абердин в Мэриленде.

Minimizing drag was a primary consideration throughout the design of the XF 12. Many features came from Republic's experience with fighter aircraft. Unusually, no compromises to the aerodynamics were made in the shape of its fuselage. Aviation Week was quoted as saying "the sharp nose and cylindrical cigar shape of the XF 12 fulfills a designer's dream of a no compromise design with aerodynamic considerations." For its reconnaissance role, the XF 12 had three photographic compartments aft of the wing. One vertical, one split vertical, and one trimetrogon each using a Fairchild K 17 camera. For night reconnaissance, the XF 12 had a belly hold which accommodated 18 high intensity photo flash bombs to be ejected over the target. All bays were equipped with electrically operated, inward retracting doors designed for minimum drag and camera lenses were electrically heated to prevent frost build up. The XF 12 also carried complete darkroom facilities to permit developing and printing the film while still airborne augmented by adjustable storage racks to handle any size of film container and additional photo equipment. This allowed immediate access to the intelligence after landing without the usual processing delay. Its wing had a straight taper with a high aspect ratio for maximum efficiency and squared tips. The engines used a sliding cowl to facilitate engine cooling instead of cowling flaps, which caused too much drag. There was also a two stage impeller fan directly behind the propeller hub. These refinements allowed the engines to be tightly cowled for aerodynamic efficiency, while still keeping the engines adequately cooled. When the sliding cowl ring was closed during flight, the cooling air was ducted through the nacelle to the rear exhaust orifice increasing thrust, rather than adding drag as is usually the case. Air for engine intakes, oil coolers and intercoolers was drawn through the leading edge of each wing between the inboard and outboard engines. This reduced drag compared to using individual intakes for each component. In addition, because the air was taken from a high pressure area at the front of the wing, this provided a ram air boost for increased power at high speeds, and more effective cooling of the oil and intercoolers. The intakes made up 25% of the total wingspan and were extensively wind tunnel tested. After being used, the air was ducted toward the rear of the nacelle, to provide thrust. The entire engine nacelle was nearly as long as a Republic P 47 Thunderbolt. Research showed that a force roughly equivalent to was generated by each engine exhaust during high speed cruise while at altitude. Each engine featured twin General Electric turbochargers at the rear of the nacelle and for brief bursts of additional power, water methanol injection. The XF 12 was originally intended to use contra rotating propellers similar to those used on the XF 11, However, due to delivery delays and reliability issues, they were never installed. They would have been twinned three bladed propellers (rotating in opposite directions). As it was, the aircraft used standard four bladed Curtiss Electric propellers. The only visible external difference between the first and second prototypes was the addition of cooling gills on the upper engine cowlings. The second prototype was fitted with the full reconnaissance equipment suite. When the U. S. Army Air Forces became the U. S. Air Force the XF 12 was later re designated XR 12. Operation Birds Eye was conceived to demonstrate the XF 12's capabilities. On 1 September 1948, the second prototype departed the U. S. Air Force Flight Test Center at Muroc, California, and climbed west to its cruising altitude over the Pacific before heading east. It then photographed its entire flight path across the United States on 390 individual photos each covering , which were jointed to form a continuous 99.06 m print. They landed at Mitchel Field on Long Island, New York after six hours and 55 minutes at an average speed of A photo was taken approximately every 66 seconds. The flight was featured in the 29 November 1948 issue of Life magazine and the filmstrip exhibited at the 1948 U. S. Air Force Association Convention in New York. The first prototype continued flight testing after being returned to service in 1948 but with no orders forthcoming and with the second prototype lost, flight testing was wound down and the remaining prototype was retired in June 1952, having flown just 117 hours from 1949 to 1952. It was later expended as a target at the Aberdeen Proving Ground, Maryland.

RC-2

Republic RC 2 ұшағының ұзындығы 29,87 метрге дейін ұзартылып, қанаттың алдына қосымша фюзеляж бөлігі орнатылып, ал плексигластың мұрны стандартты мұрнымен ауыстырылды. Pratt & Whitney R 4360 59 қозғалтқыштары, әрқайсысы тек бір General Electric турбокомпрессорымен жабдықталған, R 4360 31 қозғалтқыштарының орнына төмен биіктікте күштірек қуатты қамтамасыз етеді, сонымен қатар отын бакінің сыйымдылығы артты. Ұшақтың экипажы жеті адамнан тұратын, ал 46 жолаушыға арналған жайлы кабинада теңіз деңгейіндегі қысымды қамтамасыз ететін кондиционер, ыстық тамақ дайындауға арналған электрлік асхана және ұшу кезінде демалуға арналған лаунж орналастырылған. RC 2 40 000 фут (12 192 метр) биіктікте нашар ауа-райынан жоғары ұшуға арналған. American Airlines және Pan Am әлгі ұшаққа шартты тапсырыс берді, бірақ әскери F 12 тапсырыстарының болмауына байланысты RC 2-нің құны олардың қабылдай алатын бағасынан асып кетті. RC 2-нің бір жолаушыға шаққандағы операциялық шығындары, отын тұтыну көрсеткіштері ұқсас Lockheed Constellation және Douglas DC 6 сияқты кең сыйымдылыққа ие ұшақтардан жоғары болар еді. Соғыстың аяқталуы Douglas C 54 Skymaster сияқты пайдаланылмаған әскери көліктердің көптігіне әкеп соқты, оларды жаңа ұшақтардың бағасынан әлдеқайда арзанға жолаушылар ұшақтарына айналдыруға болады. Осы себепті RC 2 жобасы бірде-бір ұшақ құрылымы басталмас бұрын тоқтатылды.