Scaled Composites ARES

Кіріспе

Scaled Composites ARES - Scaled Composites компаниясы құрастырған демонстрациялық ұшақ. ARES - бұл Agile Responsive Effective Support сөзінің қысқартылған атауы.

Даму

1981 жылы АҚШ армиясының авиаторлары Джим Кройц пен Мило Берроуз арзан ұрыс алаңындағы шабуыл ұшағын (LCBAA) зерттеуді қолға алды, өйткені олар АҚШ армиясының операциясын қолдау үшін жақын әуе көмегін көрсететін ұшақтар жеткіліксіз деп санады. Олар өте төмен биіктікте айналмауға қабілетті және ұшақтың ұшып кетуіне төзімді тұрақты қанатты ұшақ қажет деп шешті. Б. Рутан екі кезеңді бағдарламамен талаптарға сай келетін ұшақты жобалау үшін олардың зерттеулеріне қосылды. Бірінші кезең LCBAA-ның алдын ала жобалау болды, ал екінші кезеңде Long EZ ұшағы технологияны көрсету үшін модификацияланды. Бастапқыда бұл ұшақ төмен қанатты, турбовинтімен жабдықталған, 30 мм-лік Гатлинг пулеметінің арқасында жеңілді броньды көліктерді жоя алатын. Бұл жобада мүмкіндігінше көп әскери техниканы пайдалану туралы шешім қабылданды. Пентагонның бір өкілі егер ол ұшақ жасаса, оны бағалаймыз деп уәде бергенде, ол 1986 жылы демонстрациялық ұшақ жасады. Бұл уақытта ұшақ едәуір өзгерді. Ол жалпы конфигурациясын сақтады, бірақ қазірде турбовинтовинтовинт емес, Pratt & Whitney Canada JT15D 5 турбовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинтовинто GAU 12/U 25 мм. ротациялық пушкасы ұшақтың оң жағында, кабинаның астындағы қуыс ойықта орнатылған. Құйқалы қуыс тапаншаның түтін газын тұтқындап, қысымды көбейтіп, ұшақтың мұрнын сол жаққа итеріп, басқа жағдайда мұрнын оңға итерген үлкен оқтардың кері қайтуын болдырмады. Қозғалтқыштың қуатын төмендету үшін, оның тұмсығының сол жағында, оқпен қарама-қарсы орналасқан. Ондағы қозғалтқыш күшін орталық сызыққа арнап, инфрақызыл сәулесін азайтатын құбырлар арқылы бағыттады. Бичкрафт Scaled Composites-ті Рутанға сатқаннан кейін, ол жобаны компания қаражатымен аяқтауды таңдады. Бұл ұшақ ARES деп аталып, 1990 жылы 19 ақпанда алғаш рет ұшты. Содан бері ол 250 сағаттан астам ұшуды орындады және өнімділік пен қашықтықтағы бастапқы жобалау ерекшеліктеріне сәйкес келді. 1991 жылы АҚШ Әскери-әуе күштері келісімшарты бойынша ARES 25 мм-лік пушка орнатылды және сынақ кезінде пушка жақсы жұмыс істеді, бірақ ARES жеке жоба болып қала береді. Aces: Iron Eagle III фильмінде ойдан шығарылған Me 263 истребители ретінде пайда болғаннан кейін, ұшақ коммерциялық зерттеулер үшін сынақ алаңына айналды. 2000 жылдың желтоқсан айында ұшақ Мохаве ғарыш айлағында сақталды, содан кейін Scaled Composites компаниясы Northrop Grumman компаниясының еншілес компаниясына айналды.

In 1981, U. S. Army Aviators Jim Kreutz and Milo Burroughs undertook a study for a low cost battlefield attack aircraft (LCBAA), as they felt the close air support aircraft available were inadequate to support the U. S. Army operations. They decided that a fixed wing aircraft with excellent maneuvering capabilities at very low altitudes and resistance to stall would be necessary. Burt Rutan joined their study to design an aircraft to meet the requirements with a two phase program. The first phase was the preliminary design of LCBAA, while in the second phase the Long EZ aircraft was modified to serve as a technology demonstrator. The original layout was of a low wing canard configuration, aircraft powered by a pusher turboprop, and built around a 30 mm Gatling gun capable of destroying light armored vehicles. It was decided that as much military hardware as possible would be used in the design. When a Pentagon official promised that they would evaluate his aircraft if he built it, he built a demonstrator aircraft in 1986. By this time the aircraft had changed significantly. It retained the general configuration, but now had a single Pratt & Whitney Canada JT15D 5 turbofan engine rather than a turboprop as the propeller was vulnerable to debris kicked up by the nosewheel. A GAU 12/U 25 mm rotary barreled cannon was mounted in the aircraft to the right of the nose in a concave recess under the cockpit. The concave recess trapped gun exhaust gases, creating a pressure buildup in the recess which pushing the aircraft's nose to the left, cancelled the recoil of the large cannon, which otherwise pushed the nose to the right. To prevent exhaust gases from the gun entering the engine intake and reducing engine performance, the engine intake was located on the left side of the nose, opposite the cannon making the aircraft asymmetric. Thrust was redirected to the centerline via a series of ducts, which also reduced the infrared signature. After Beechcraft sold Scaled Composites back to Rutan, he chose to complete the project with company funds. This aircraft was renamed ARES, and first flew on February 19, 1990, piloted by Scaled Composites test pilot Doug Shane. Since then it has flown more than 250 hours, and met its original design specifications for performance and range. In 1991 under US Air Force contract, the ARES 25 mm cannon was installed and during testing the cannon performed well but the ARES remains a private project. After an appearance in the movie Aces: Iron Eagle III as a fictional Me 263 fighter, the aircraft has become a commercially available research test bed. The aircraft was stored in December 2000 at the Mojave Spaceport until Scaled Composites became a Northrop Grumman subsidiary and flown again on March 7, 2008.

Дизайн

ARES-тің конфигурациясы төмен ұшуды қамтамасыз ететін "канард" пішініне сай. Алдыңғы ұшақ қимыл-қозғалысты басқарады және негізгі қанаттардан гөрі жылдам шабуыл қимылына жетеді, бұл ұшақты тоқтатудан қорғайды, ал толық айналуды басқарады. Алдыңғы ұшақтың қанатының ұзындығы 5,85 м. Ол 7 градус алға қарай ұшқыштар кабинасының артындағы бекітілетін нүктеден қозғалады. Негізгі қанаттың аралығы 10,7 м және бедерлі ауданы , штрихтерді қоспағанда. Алдыңғы шетінен 16 градусқа артқа бұрылады. Беттер алдыңғы шетінен 49 градусқа бұрылады. Бұл белдіктер, ылғалды қанаттың ортаңғы қимасының ауданымен бірігіп, 2,200 фунт (1000 кг, шамамен) отын сыйымдылығының негізгі бөлігін құрайды. Қанаттың сыртқы шетінде әдеттегі аэрондар және ішкі шеттерінде бұрандалы қақпақтар (суға түсу тежегіш қақпағына ұқсас). Аэлеронды итергіш таяқшалар, ал катушкаларды гидравликалық басқару арқылы іске қосады. Бағытты тұрақтылықты екі буммен орнатылған әрқайсысы екіден екі жақты желкендер қамтамасыз етеді. Әрқайсысының артқы шетінде кабельмен іске қосылатын руль бар. Рульді іске қосу жүйесі сонымен қатар жердегі операцияларды жүргізу үшін толық уақыт механикалық рульді басқаруды басқарады. АРЭС-тің тағы бір ерекшелігі - қозғалтқыш кіреберісі. Аэрофуганың газды жұтуы басқа ұшақтарды әзірлеу бағдарламаларында (мысалы, А10) маңызды проблемалар туғызғандықтан, ARES конфигурациясы осы проблеманы болдырмау үшін жасалды: қозғалтқыш кіреберісі ұшақтың сол жағында, ал пушка оң жағында орнатылған. Кіреберіс шеңберден қимамен қиылып, желдеткіш бетінен тікелей өтеді. Қозғалтқыш фюзеляжда сәл көлденең орнатылған, ұшақтың бойлық осьінен 8 градус ауытқумен. Қозғалтқыштың шамалы ауасы қисық композиттік шығыр құбыр арқылы бойлық оське қарай бұрылады. Композиттік шығыршықтың көмегімен оқ-дәрілердің кері қайту реакциясы ұшақтың ауырлық орталығының (CG) жақтарына жақындады. Сонымен қатар, фюзеляж ұшақтың орта сызығы бойынша ортаға қойылмайды, бірақ сол жаққа ауыстырылады. Бұл мылтықтың оқ ату түбі тек қана бүйірлік CG-ден болады. Бұл мылтықтың кері қайтуынан болатын қисаю қозғалысын азайтады. Ұшақтың фюзеляжының барлығы дерлік көбікпен жасалған ядроға орнатылған шыны талшықтан жасалған композиттік материалдан жасалған. Композиттік ұшақ фюзеляждарының өндіріс техникасы алдыңғы ұшақтарда Скалированные композиты арқылы жетілдірілді. Құралымдардың арзан бағасы мен жоғары сенімділігін қамтамасыз ету үшін ARES негізінен әуе кемелерінің жүйелерін қамтиды. Двигатель Pratt and Whitney Canada JT15D болып табылады, теңіз деңгейінде 2,900 фунт (13,2 кН) итермелеу күші бар. Спойлерлер қақпақтары мен қону тетіктерін іске қосу үшін қолданылатын гидравликалық жүйе Piper Malibu гидравликалық сорғысын пайдаланады, ол демонстратордың аспаптарынан негізінен стандартты жалпы авиациялық жабдықтан тұрады. Сонымен қатар, F 16 қаруын бағыттауға арналған тек тұрақты ретикулді көрсететін, бірақ F 16 толық деректерді көрсете алатын бас дисплей бар. Ұшқыш "Universal Propulsion Company" компаниясының SIIIS 3ER нөлдік нөлдік мүмкіндігі бар экзекуторлық орындығында отырады. Отын жүйесі қосалқы қанатты резервуарлардан тұрады, олар брондалған, фюзеляжға орнатылған негізгі резервуарды қоректендіреді, ол қозғалтқыштың алдында және өрт сөндіру қабырғасының артында орналасқан. Негізгі резервуар барлық күйде қозғалтқышты қоректендіреді. Бұл резервуар ұшқыштың отынмен айналысуы қажет емес, негізгі қанаттың резервуарларынан үнемі толтырылады. Екі қосалқы қанатты резервуардан негізгі резервуарға отын құю арқылы фюзеляждағы отын резервуарының көлемі екі есеге қысқарды, бұл ұшқыштан кейін барлық резервуарлар мен басқа ұшақ жүйелерінен бос үлкен орынды құрады. Бұл бөлімде демонстраторда арнайы функция жоқ, бірақ армияның өндірістік нұсқаға орнатуды қалаған қосымша жабдықтар үшін қол жетімді болуды көздеді. Ұшудың негізгі басқару жүйесі толығымен механикалық, ал қозғалтқыштың қосалқы механикалық отын басқару жүйесі бар, сондықтан электр жүйесі істен шыққан жағдайда да ұшақ басқаруды сақтай алады. Басқару элементтері таяққа әсер ететін күшті барынша азайту үшін арнайы жасалған. GAU 12 пулеметінен басқа, басқа да қару-жарақтарды (мысалы, Hydra 70 FFAR) тасымалдауға арналған қосымша пилондар бар. ARES қанаттың төмен жүктемесі нәтижесінде өте жақсы бұрылу қабілетіне ие. Оның бұрылу жылдамдығы 6G кезінде секундына 32 градус, ал 7G кезінде секундына 36 градус (құрылымы 8G-мен шектелген). Бұрылыстың жылдамдығы 210 кн (390 км/сағ), то�...

The ARES is of canard configuration to enable safer flight at low altitude. The foreplane provides pitch control and is designed so that it reaches critical angle of attack sooner than the main wings, protecting the aircraft from stall while full roll control is retained. The foreplane has a wingspan of 19.2 feet (5.85 m) and is unusual in being swept 7 degrees forward from its attachment point behind the cockpit. The main wing has a span of 35 feet (10.7 m) and a reference area of , not including the strakes. It is swept aft 16 degrees at the leading edge. The strakes are swept 49 degrees at the leading edge. These strakes, combined with a wet wing center section area, form the bulk of the 2,200 lb (1000 kg, approximately ) fuel capacity. The wing has conventional ailerons on the outboard trailing edge, and spoil flaps (similar to the dive brake flap) on the inboard trailing edges. The ailerons are actuated by push rods, and the spoil flaps are hydraulically operated. Directional stability is provided by twin boom mounted fins, each of area. Each has a cable actuated rudder at its trailing edge. The rudder actuation system also drives the full time mechanical nosewheel steering for ground operations. The engine inlet is another major unique feature of ARES. Since gun gas ingestion posed significant problems in other aircraft development programs (like A 10), the configuration of ARES was designed to avoid this problem: the engine inlet is entirely contained on the left side of the aircraft, and the gun is installed on the right side. The inlet has a circular cross section, and is straight into the fan face. The engine is mounted slightly transversely in the fuselage, with an 8 degree misalignment from the aircraft's longitudinal axis. The engine exhaust is turned back to the longitudinal axis by a curved composite tailpipe. A composite tailpipe was to help get the gun recoil reaction closer to the aircraft lateral center of gravity (CG) location, the gun is sub merged as deeply as practical into the right side of the fuselage. Also, the fuselage is not centered about the aircraft centerline, but is offset to the left by This results in the firing barrel of the gun being only about from the lateral CG. This minimizes the yaw movement caused by the recoil of the gun. The aircraft fuselage is almost completely made of fiberglass composite material installed over the foam core. The fabrication technique of composite aircraft fuselages has been perfected by Scaled Composites in previous aircraft. To assure a low cost and high reliability of the components ARES primarily includes off the shelf aircraft systems. The engine is the Pratt and Whitney Canada JT15D with 2,900 lb (13.2 kN) of thrust at sea level. The hydraulic system, used for spoiler flaps and landing gear actuation, uses a Piper Malibu hydraulic pump, which operates at Instrumentation for the demonstrator consists mainly of standard general aviation equipment. In addition there is a head up display which currently displays only a fixed reticle to aim the gun but is capable of displaying the complete data range of an F 16. The pilot sits in a Universal Propulsion Company SIIIS 3ER ejection seat with zero zero capability. The fuel system consists of auxiliary wing tanks feeding an armored, fuselage mounted main tank, which sits just forward of the engine and behind the firewall. The main tank can feed the engine in all attitudes. This tank is continuously refilled from the main wing tanks with no fuel management duties required of the pilot. By feeding the main tank from the two auxiliary wing tanks, the size of the fuel tank in the fuselage was effectively halved, creating a large space behind the pilot empty of any tanks or other aircraft systems. This bay had no dedicated function on the demonstrator, but was intended to be left available for any additional equipment which the Army might wish to install in the production version. The main flight controls are completely mechanical and the engine has a backup mechanical fuel control so the aircraft can retain control even if the electrical system fails. The controls were specially designed to minimize the forces on the stick. Besides the GAU 12 gun, there are additional pylons to carry another ordnance (Hydra 70 FFAR, for example). The ARES has very good turning performance as a result of low wing loading. Its turn rate is 32 degrees per second at 6G and 36 degrees per second at 7G (the structure is limited to 8G). The corner speed is 210 kn (390 km/h) the stall speed is 78 kn (145 km/h). Due to high fuel volume and good cruising efficiency the aircraft can have a range of 1200 nautical miles (2200 km) at altitude and long endurance.