Northrop X-4: Экспериментальный реактивный самолет без горизонтального оперения.
Northrop X-4 Bantam
Northrop X-4 Bantam: экспериментальный реактивный самолет без горизонтального хвостового оперения. Испытания 1948 года, причины неудачи и особенности конструкции.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Американский экспериментальный реактивный самолет
American experimental jet aircraft
Northrop X-4 Bantam был прототипом небольшого двухдвигательного самолета, построенного корпорацией Northrop в 1948 году. Он не имел горизонтального хвостового оперения, вместо этого полагаясь на комбинированные рули высоты и элероны (называемые элевонами) для управления тангажом и креном, практически так же, как и ракетоплан Messerschmitt Me 163 Люфтваффе нацистской Германии. Некоторые аэродинамики предполагали, что устранение горизонтального хвостового оперения также позволит избежать проблем с устойчивостью на высоких скоростях (так называемого сваливания на ударной волне), возникающих из-за взаимодействия сверхзвуковых ударных волн от крыльев и горизонтальных стабилизаторов. Эта идея была перспективной, но системы управления полетом того времени не позволили X-4 добиться каких-либо успехов.
The Northrop X 4 Bantam was a prototype small twinjet aircraft manufactured by Northrop Corporation in 1948. It had no horizontal tail surfaces, depending instead on combined elevator and aileron control surfaces (called elevons) for control in pitch and roll attitudes, almost exactly in the manner of the similar format, rocket powered Messerschmitt Me 163 of Nazi Germany's Luftwaffe. Some aerodynamicists had proposed that eliminating the horizontal tail would also do away with stability problems at fast speeds (called shock stall) resulting from the interaction of supersonic shock waves from the wings and the horizontal stabilizers. The idea had merit, but the flight control systems of that time prevented the X 4 from achieving any success.
Разработка
Корпорация Northrop построила два X-4, но первый был признан механически несовершенным и после десяти полетов был снят с эксплуатации и использован в качестве источника запчастей для второго. В ходе испытаний с 1950 по 1953 год на исследовательской станции высокоскоростных полетов NACA (ныне авиабаза Эдвардс) полубесхвостая конфигурация X-4 продемонстрировала присущие ей проблемы с продольной устойчивостью (явление «порпоизинг») при приближении к скорости звука. Было сделано заключение, что (с учетом доступных в то время технологий управления) самолеты без хвостового оперения не подходят для трансонических полетов. В 1940-х годах предполагалось, что конструкция без горизонтальных стабилизаторов позволит избежать взаимодействия ударных волн между крылом и стабилизаторами, которые считались причиной проблем с устойчивостью на трансонических скоростях до числа Маха 0,9. Два самолета с полубесхвостой конструкцией уже были построены: ракетоплан Me 163B Komet, использовавшийся в боевых действиях немецким Люфтваффе во Второй мировой войне, и турбореактивный британский de Havilland DH.108 Swallow, созданный после войны. 11 июня 1946 года Военно-воздушные силы армии США заключили контракт с Northrop Aircraft Company на постройку двух X-4. Northrop была выбрана благодаря своему опыту в разработке схем «летающее крыло», таких как самолеты N 9M, XB 35 и YB 49. Получившийся самолет был очень компактным, достаточно вместительным для двух реактивных двигателей Westinghouse J30, пилота, приборного оборудования и 45-минутного запаса топлива. Почти все работы по техническому обслуживанию самолета можно было выполнять, не используя лестницу или подставку. Человек, стоящий на земле, мог легко заглянуть в кабину. Самолет также был оснащен разделенными закрылками, которые выполняли функцию аэродинамических тормозов.
Two X 4s were built by the Northrop Corporation, but the first was found to be mechanically unsound and after ten flights it was grounded and used to provide parts for the second. While being tested from 1950 to 1953 at the NACA High Speed Flight Research Station (now Edwards Air Force Base), the X 4's semi tailless configuration exhibited inherent longitudinal stability problems (porpoising) as it approached the speed of sound. It was concluded that (with the control technology available at the time) tailless craft were not suited for transonic flight. It was believed in the 1940s that a design without horizontal stabilizers would avoid the interaction of shock waves between the wing and stabilizers. These were believed to be the source of the stability problems at transonic speeds up to Mach 0.9. Two aircraft had already been built using a semi tailless design—the rocket powered Me 163B Komet flown in combat by Nazi Germany's Luftwaffe in World War II, and the turbojet powered British de Havilland DH.108 Swallow built after the war. The United States Army Air Forces signed a contract with the Northrop Aircraft Company on 11 June 1946, to build two X 4s. Northrop was selected because of its experience with flying wing designs, such as the N 9M, XB 35 and YB 49 aircraft. The resulting aircraft was very compact, only large enough to hold two Westinghouse J30 jet engines, a pilot, instrumentation, and a 45 minute fuel supply. Nearly all maintenance work on the aircraft could be done without using a ladder or footstool. A person standing on the ground could easily look into the cockpit. The aircraft also had split flaps, which doubled as speed brakes.
Эксплуатационная история
Первый X-4 (серийный номер 46 676) был доставлен на авиабазу Muroc в Калифорнии в ноябре 1948 года. Он прошёл рулёжные испытания и совершил свой первый полёт 15 декабря 1948 года под управлением лётчика-испытателя Northrop Чарльза Такера. Вскоре после этого зимние дожди затопили озеро Rogers Dry Lake, что помешало совершать дополнительные полёты на X-4 до апреля 1949 года. Первый X-4 оказался механически ненадежным и совершил всего десять полётов. Уолтер К. Уильямс, руководитель испытательного подразделения NACA Muroc Flight Test Unit (ныне Dryden Flight Research Center), назвал самолёт "неудачной конструкцией". Сохранившийся X-4, серийный номер 46 676, экспонируется в Музее летных испытаний на авиабазе Эдвардс в Калифорнии.
The first X 4 (serial number 46 676) was delivered to Muroc Air Force Base, California, in November 1948. It underwent taxi tests and made its first flight on December 15, 1948, with Northrop test pilot Charles Tucker at the controls. Winter rains flooded Rogers Dry Lake soon after, preventing additional X 4 flights until April 1949. The first X 4 proved mechanically unreliable, and made only ten flights. Walter C. Williams, the head of the NACA Muroc Flight Test Unit (now Dryden Flight Research Center) called the aircraft a "lemon". The surviving X 4, serial number 46 676, is on display at the Flight Test Museum on Edwards Air Force Base, Edwards, California.