Республика XF-91 Thunderceptor: Экспериментальды ұшқыш және оның ерекшеліктері
Republic XF-91 Thunderceptor
🇰🇿 Республика XF-91 Thunderceptor: экспериментальный истребитель с реактивным и ракетным двигателями. Первый американский самолет, преодолевший скорость звука!
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Эксперименталдық ұстаушы ұшақ
Experimental interceptor aircraft
Republic XF 91 Thunderceptor (алғашқыда XP 91 деп белгіленген) – Republic Aviation компаниясы жасаған аралас қозғалтқышты прототиптік ұстаушы ұшақ. Ұшақ көбінесе реактивтік қозғалтқышты пайдаланатын болса, көтерілу және ұстау кезінде қосымша итеру үшін төрт кішкентай ракеталық қозғалтқыштардан тұратын топты қолданды. Қазіргі заманғы реактивтік қозғалтқыштардың өнімділігінің тез өсуіне байланысты жоба аяқталған кезде көнеріп қалды және тек екі прототип салынды. Олардың бірі – деңгейдегі ұшуда Mach 1 жылдамдығынан асып түскен алғашқы американдық истребитель. Thunderceptor-дың ерекшелігі – оның ерекше кері тік қанаты, онда қанаттың тамырынан ұшына дейінгі хорда ұзындығы артты, бұл дәстүрлі қанат конструкцияларына кері. Бұл ертедегі жоғары жылдамдықты модельдерді мазалаған, қауіпті құбылыс – қанатын көтеру мәселесін шешуге жасалған әрекет болды. Thunderceptor-дың конструкциясы бүкіл қанаттың біркелкі тоқтатылуын қамтамасыз етті, бұл тік қанат конструкциясына көбірек ұқсады.
The Republic XF 91 Thunderceptor (originally designated XP 91) is a mixed propulsion prototype interceptor aircraft, developed by Republic Aviation. The aircraft would use a jet engine for most flight, and a cluster of four small rocket engines for added thrust during climb and interception. The design was largely obsolete by the time it was completed due to the rapidly increasing performance of contemporary jet engines, and only two prototypes were built. One of these was the first American fighter to exceed Mach 1 in level flight. A unique feature of the Thunderceptor was its unusual inverse tapered wing, in which the chord length increased along the wing span from the root to the tip, the opposite of conventional swept wing designs. This was an attempt to address the problem of pitch up, a potentially deadly phenomenon that plagued early high speed models. The Thunderceptor's design meant the entire wing stalled smoothly, more like a straight wing design.
Жобалау және әзірлеу
XP 84 әзірлену кезінде Александр Картвелидің басшылығымен Republic компаниясы истребительдерге ракеталар орнату мүмкіндігін қарастырды. Компанияға неміс соғыс кезеңінің ұшақтары шабыт берді: ракеталық қозғалтқышты Мессершмитт Me 163 және тәжірибелік ракеталық-турбореактивті Мессершмитт Me 262C Heimatschützer (үйді қорғаушы) сериялы ұрыс машинасының прототиптері. Thunderceptor дизайны – түпнұсқа Republic F 84 Thunderjet негізінде жасалған екі қанатты модификацияның бірі болды, екіншісі – кейін дамытылған Republic F 84F Thunderstreak. Сол кездегі көптеген қанатты конструкциялардың басты мәселесі – төмен жылдамдықтарда және үлкен шабуыл бұрыштарындағы қауіпті әрекет етуі. Қанат үстіндегі тұрақсыз ауа ағыны қанат ұштарына қарай "сыға" түсетін, нәтижесінде олардың қалған қанаттан бұрын тоқтауына себеп болатын. Мұндай жағдайда, көтеру күшінің орталығы массалық орталыққа қатысты жылдам алға жылжып, ұшақтың мұрынын көтеріп, тіпті шабуыл бұрышының өсуіне немесе ең нашар жағдайда, ұшақтың айналып құлауына әкелетін. Осындай жағдайға түскен ұшақтар көбінесе тоқтап, құлап, ал North American F 100 Super Sabre ұшақтарымен болған мұндай оқыс оқиғалардың көбеюі "Sabre биі" деген терминнің пайда болуына себеп болды. Thunderceptor дизайнының ең ерекше ерекшелігі осы мәселені шешуге бағытталған. Қанаттардың ұштары тамырына қарағанда айтарлықтай жуан (алдыңғы және артқы жиек арасындағы қашықтық) етіп жасалды, бұл оларға көбірек көтеру күшін жасауға мүмкіндік берді. Бұл "Sabre биі" мәселесін шешті, өйткені ұшқыш бөлігінің тоқтау нүктесі бүкіл қанаттың тоқтау нүктесіне дейін ықшамдалды. Бұл конструкцияның қосымша салдары ретінде ұшқыш бөліктерінде ішкі кеңістік көбейді, сондықтан қону шассисі қанаттың ұштарында сыртқа қарай жиырылатын етіп орнатылды, әрбір негізгі тіреуге бір үлкен дөңгелек орнына екі кіші дөңгелек тізбектелген түрде орнатылды. Тағы бір өзгеріс – қанаттың жалпы көлбеу бұрышын өзгерту мүмкіндігі, ұшып көтерілу және қону кезінде төмен жылдамдықта жұмыс істеу үшін оны жоғары көтеру, ал жоғары жылдамдықтағы ұшу және круиз кезінде "тегістеу". Бұл фюзеляждың қону кезінде көлбеу жазықтыққа жақын болуына мүмкіндік берді, бұл көрінуді едәуір жақсартты. Көрсетілген рөліне сәйкес, мұрыны радар антеннасын орнату үшін қайта жобаланды, бұл қозғалтқышқа ауа кіргізуді бастапқы мұрындық орналасқан жерден, оның астындағы жаңа кіргізуге көшіруге мәжбүр етті. Фюзеляжы F 84-ке өте ұқсас болды. Бірінші прототипте радарлық қаптама болмаған, бірақ ол екінші прототипке орнатылды.
During the development of the XP 84, Republic, under the guidance of Alexander Kartveli, looked at the installation of rockets to fighters. The company was inspired by German wartime aircraft: the rocket powered Messerschmitt Me 163 and the experimental rocket boosted turbojet Messerschmitt Me 262C Heimatschützer (home protector) series of interceptor prototypes. The Thunderceptor design was one of two swept wing modifications based on the original Republic F 84 Thunderjet, the other being the Republic F 84F Thunderstreak which was developed later. A serious problem with most swept wing designs of the era was dangerous performance at low speeds and high angle of attack. The stagnant airflow over the wing tended to "slide" towards the wingtips, which caused them to stall before the rest of the wing. In this situation the center of lift would rapidly shift forward relative to the center of mass, pitching the nose up and leading to an even greater angle of attack or, in extreme cases, end over end tumbling of the aircraft. Aircraft caught in this regime would often stall and crash, and a rash of such accidents with the North American F 100 Super Sabre led to the term "Sabre dance". The Thunderceptor's most notable design feature was intended to address this problem. The wings were built to have considerably more chord (distance from the leading edge to the trailing edge) at the tip than root, allowing them to generate more lift. This neatly addressed the problem of Sabre dance by delaying the point of stall on the tip to that of the entire wing. A side effect of this design was that the tips had more internal room, so the landing gear was mounted to retract outwards with the wheels lying in the wingtips, using two smaller wheels in a tandem arrangement for each main gear strut, instead of one larger one. Another design change was the ability to vary the angle of incidence of the wing as a whole, tilting it up for low speed operations during takeoff and landing, and then "leveling it off" for high speed flight and cruise. This allowed the fuselage to remain closer to level while landing, greatly improving visibility. In keeping with its intended role as an interceptor, the nose was redesigned to incorporate a radar antenna, forcing the air intake for the engine to be moved from its original nose mounted position to a new intake below it. The fuselage was otherwise very similar to the F 84's. The first prototype did not include the radome, although this was fitted to the second prototype.
Сынау және бағалау
Бірінші прототип 1949 жылы 9 мамырда алғашқы ұшуын жасады, ал 1951 жылы желтоқсанда дыбыс жылдамдығын бұзды. Кейіннен ол артиллериялық қашықтықты өлшеуге арналған кішкентай радиолокациялық антеннамен (екінші прототиптің "толық" радиолокациялық антеннасы болмаса) жаңартылды. Екінші прототипке толық радиолокациялық антенна және иық астында орналасқан ауа кіргізілді, бірақ қалған бөлігінде ұқсас болды. Реактивтік және ракеталық қозғалтқыштардың екеуі де жұмыс істегенде, ұшақ Мах 1.71 жылдамдыққа жете алды. Екі прототип те бес жыл ішінде 192 сынақ ұшуын аяқтады. 1951 жылғы жазда Эдвардс әуе базасынан ұшып көтерілген кезде 46 681 нөміріндегі екінші прототиптің қозғалтқышы істен шықты. Republic авиакомпаниясының сынақ ұшқышы Карл Беллинджер ұшақтан қашып үлкерді, ұшыс басталғаннан кейін 90 секунд өткен соң құйрығы балқып кетті. Өрт сөндірушілер құрғақ көл төсегінен 11 шақырым (7 миль) жүріп келген кезде, құйрық бөлігі күлге айналды. Содан кейін 46 681 нөміріндегі ұшаққа "V" (немесе "көбелек") пішіндес құйрық орнатылып, осы конфигурациямен сынақ ұшулары жүргізілді. Кейін ол Эдвардс әуе базасында апатты жағдайларда жұмыс істейтін экипаждарды оқытуға арналған тренажер ретінде пайдаланылды, содан кейін жарамсыз деп танылды. Thunderceptor тез арада басқа компаниялардың ұшақтарымен ығыстырылды, бірақ Thunderceptor сияқты, олардың ешқайсысы өндіріске енгізілген жоқ. АҚШ Әуе күштері 1954 жылғы жоба аясында жасалған, жаңа және әлдеқайда қабілетті ұшақтарды енгізу үшін қажетті уақытты күтуге шешім қабылдады. Thunderceptor, сол дәуірдегі басқа да ұстағыш ұшақтар сияқты, ұшу уақыты 25 минуттан аспайтын, бұл оларды АҚШ сияқты үлкен аумақты қорғау үшін тиімсіз етті. 1954 жылғы жобалар XF 91-ді жылдамдық, қашықтық және ауданда ұшу уақыты бойынша, сондай-ақ түнгі және кез келген ауа райында жұмыс істеуге қажетті радар және атыс басқару жүйелерімен басып өтті. Күндізгі ұшақтармен ұшатын ұстағыштар дәуірі аяқталды.
The first prototype made its first flight on 9 May 1949, breaking the speed of sound in December 1951. It was later modified with a small radome for gunnery ranging (although not the "full" radome of the second prototype). The second prototype included a full radome and chin mounted intake, but was otherwise similar. With both the jet and rockets running, the aircraft could reach Mach 1.71. Both prototypes completed 192 test flights over the course of five years. The second prototype, 46 681, had an engine failure during takeoff from Edwards AFB in the summer of 1951. Republic test pilot Carl Bellinger escaped from the aircraft just as the tail melted off only 90 seconds into the flight. By the time fire apparatus arrived, driving 7 mile (11 km) across the dry lake bed, the tail section had been reduced to ashes. 46 681 was then fitted with a "V" (or "butterfly") tail, and was flight tested with this configuration. It was later used at Edwards AFB as a crash crew training simulator, then scrapped. As an interceptor the Thunderceptor was soon eclipsed by designs from other companies, but like the Thunderceptor none of these would go into production. The United States Air Force decided to wait the short time needed to introduce newer and much more capable designs created as a part of the 1954 interceptor project. The Thunderceptor, like the other interceptor designs of the era, had extremely short flight times on the order of 25 minutes, making them almost useless for protecting an area as large as the United States. The 1954 designs outperformed the XF 91 in speed, range, and loiter time, as well as including the radar and fire control systems needed for night and all weather operation. The era of the dedicated day fighter type interceptor was over.
Көрмеге қойылған ұшақтар
Сақталған прототип, 46–0680, Огайо штаты, Дейтон қаласындағы Райт-Паттерсон Әуе базасындағы Америка Құрама Штаттары Әуе күштері Ұлттық мұражайының Ғылыми-зерттеу және әзірлеме галереясында қойылған.
The surviving prototype, 46–0680, is exhibited in the Research & Development Gallery at the National Museum of the United States Air Force at Wright Patterson AFB in Dayton, Ohio.