Экспериментальный самолет X-3 Stiletto: Испытания сверхзвуковой скорости
Douglas X-3 Stiletto
Экспериментальный самолет Douglas X-3 Stiletto: исследование сверхзвуковых скоростей, использование титана в конструкции. Данные помогли создать F-104 Starfighter.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Экспериментальный самолет для испытания устойчивого сверхзвукового полета
Experimental aircraft to test sustained supersonic flight
Douglas X-3 Stiletto – экспериментальный реактивный самолет США 1950-х годов со стройным фюзеляжем и длинным заостренным носом, построенный компанией Douglas Aircraft Company. Его основной задачей было исследование конструктивных особенностей самолета, пригодного для продолжительного сверхзвукового полета, включая первое применение титана в основных элементах конструкции планера. Douglas разработал X-3 с целью достижения максимальной скорости около [укажите скорость, если она есть в оригинале, иначе опустите], но он был недостаточно мощным для этого и не мог даже превысить скорость 1 Маха в горизонтальном полете. Несмотря на то, что этот исследовательский самолет не оправдал ожиданий, конструкторы Lockheed использовали данные, полученные в ходе испытаний X-3, при создании Lockheed F-104 Starfighter, который использовал аналогичную трапециевидную форму крыла в успешном сверхзвуковом истребителе, способном достигать скорости 2 Маха.
The Douglas X 3 Stiletto is a 1950s United States experimental jet aircraft with a slender fuselage and a long tapered nose, manufactured by the Douglas Aircraft Company. Its primary mission was to investigate the design features of an aircraft suitable for sustained supersonic speeds, which included the first use of titanium in major airframe components. Douglas designed the X 3 with the goal of a maximum speed of approximately , but it was seriously underpowered for this purpose and could not even exceed Mach 1 in level flight. Although the research aircraft was a disappointment, Lockheed designers used data from the X 3 tests for the Lockheed F 104 Starfighter which used a similar trapezoidal wing design in a successful Mach 2 fighter.
Проектирование и разработка
Douglas X-3 Stiletto был самым изящным из ранних экспериментальных самолетов, но его исследовательские достижения не соответствовали первоначальным планам. Изначально он предназначался для испытаний турбореактивных двигателей, способных развивать скорость 2 Маха, однако в основном вошел в категорию самолетов-исследователей конфигураций, поскольку из-за недостаточной мощности двигателей так и не достиг запланированных характеристик. Цель создания самолета была амбициозной – взлетать с земли под собственной силой, подниматься на большую высоту, поддерживать устойчивую крейсерскую скорость 2 Маха, а затем совершать посадку также под собственной силой. Кроме того, самолет должен был проверить возможность использования крыльев с малым удлинением и широкого применения титана в конструкции самолетов. Дизайн Douglas X-3 Stiletto является предметом патента США на промышленный образец № 172 588, выданного 13 июля 1954 года Фрэнку Н. Флемингу и Гарольду Т. Лускину и переданного компании Douglas Aircraft Company, Inc.
The Douglas X 3 Stiletto was the sleekest of the early experimental aircraft, but its research accomplishments were not those originally planned. It was originally intended for advanced Mach 2 turbojet propulsion testing, but it fell largely into the category of configuration explorers, as it never met its original performance goals due to inadequate engines. The goal of the aircraft was ambitious—it was to take off from the ground under its own power, climb to high altitude, maintain a sustained cruise speed of Mach 2, then land under its own power. The aircraft was also to test the feasibility of low aspect ratio wings, and the large scale use of titanium in aircraft structures. The design of the Douglas X 3 Stiletto is the subject of U. S. Design Patent #172,588 granted on July 13, 1954 to Frank N. Fleming and Harold T. Luskin and assigned to the Douglas Aircraft Company, Inc.
Строительство двух X-3 было одобрено 30 июня 1949 года. В процессе разработки стало ясно, что запланированные двигатели Westinghouse J46 не соответствуют требованиям по тяге, размерам и весу, поэтому их заменили менее мощными турбореактивными двигателями Westinghouse J34, которые развивали тягу с форсажной камерой, вместо запланированной. Первый самолет был построен и доставлен на авиабазу Эдвардс в Калифорнии 11 сентября 1952 года. X-3 отличался необычной, вытянутой и обтекаемой формой с очень длинным, плавно заостренным носом и небольшими трапециевидными крыльями. Целью было создание максимально тонкой и вытянутой формы для достижения минимального сопротивления на сверхзвуковых скоростях. Удлиненный нос предназначался для размещения испытательного оборудования, а полузаглубленная кабина и ветровое стекло – для смягчения воздействия условий, связанных с "тепловым барьером". Крылья с малым удлинением и без стреловидности были спроектированы для достижения высокой скорости, а позже команда разработчиков Lockheed использовала данные, полученные в ходе испытаний X-3, при разработке аналогичной конструкции крыла для истребителя F-104 Starfighter. Из-за проблем с двигателем и планером, строительство второго, частично завершенного самолета было отменено, а его компоненты использовались в качестве запасных частей.
Construction of a pair of X 3s was approved on 30 June 1949. During development, the X 3's planned Westinghouse J46 engines were unable to meet the thrust, size and weight requirements, so lower thrust Westinghouse J34 turbojets were substituted, producing only of thrust with afterburner rather than the planned The first aircraft was built and delivered to Edwards Air Force Base, California, on 11 September 1952. The X 3 featured an unusual slender, streamlined shape having a very long, gently tapered nose and small trapezoidal wings. The aim was to create the thinnest and most slender shape possible in order to achieve low drag at supersonic speeds. The extended nose was to allow for the provision of test equipment while the semi buried cockpit and windscreen were designed to alleviate the effects of "thermal thicket" conditions. The low aspect ratio, unswept wings were designed for high speed and later the Lockheed design team used data from the X 3 tests for the similar F 104 Starfighter wing design. Due to both engine and airframe problems, the partially completed second aircraft was cancelled, and its components were used for spare parts.
Эксплуатационная история
Первый "прыжок" X-3 был выполнен 15 октября 1952 года летчиком-испытателем компании Douglas Биллом Бриджменом. Во время испытания на высокой скорости Бриджмен поднял X-3 с земли и пролетел около мили (1,6 км), прежде чем совершить посадку на дно озера. Официальный первый полет был выполнен Бриджменом 20 октября и продолжался около 20 минут. К концу испытаний Douglas в декабре 1953 года он совершил в общей сложности 26 полетов (включая "прыжок"). Эти испытания показали, что X-3 был серьезно недостаточно мощным и трудным в управлении; его скорость взлета была необычно высокой. Более серьезно, X-3 не достиг запланированной максимальной скорости. Для первого сверхзвукового полета самолету потребовалось войти в снижение на 15° для достижения скорости 1,1 Маха. Самый быстрый полет X-3, выполненный 28 июля 1953 года, достиг скорости 1,208 Маха при снижении на 30°. Хотя X-3 так и не достиг своей цели – предоставления аэродинамических данных при крейсерской скорости 2 Маха – его короткая эксплуатация оказалась ценной. Он продемонстрировал опасность инерционного взаимодействия рыскания и крена, а также предоставил ранние данные летных испытаний об этом явлении. Его небольшое, сильно нагруженное прямое крыло было использовано в Lockheed F-104 Starfighter, и он был одним из первых самолетов, в конструкции которого применялся титан. Наконец, очень высокие скорости взлета и посадки X-3 потребовали усовершенствования технологии производства шин.
The first X 3 "hop" was made on 15 October 1952, by Douglas test pilot Bill Bridgeman. During a high speed taxi test, Bridgeman lifted the X 3 off the ground and flew it about one mile (1.6 km) before settling back onto the lakebed. The official first flight was made by Bridgeman on 20 October and lasted about 20 minutes. He made a total of 26 flights (counting the hop) by the end of the Douglas tests in December 1953. These showed that the X 3 was severely underpowered and difficult to control; its takeoff speed was unusually high—. More seriously, the X 3 did not approach its planned top speed. Its first supersonic flight required that the airplane make a 15° dive to reach Mach 1.1. The X 3's fastest flight, made on 28 July 1953, reached Mach 1.208 in a 30° dive. Although the X 3 never met its intention of providing aerodynamic data in Mach 2 cruise, its short service was of value. It showed the dangers of roll inertia coupling, and provided early flight test data on the phenomenon. Its small, highly loaded unswept wing was used in the Lockheed F 104 Starfighter, and it was one of the first aircraft to use titanium. Finally, the X 3's very high takeoff and landing speeds required improvements in tire technology.
Производство
Было заказано два самолета, но был построен только один, выполнивший 51 испытательный полет.
Two aircraft were ordered, but only one was built, completing 51 test flights.