Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
1950-е годы Британский экспериментальный самолет с вертикальным взлетом и посадкой (VTOL)
1950s British experimental VTOL aircraft
Установка для измерения тяги Rolls Royce Thrust Measuring Rig (TMR) была новаторским самолетом с вертикальным взлетом и посадкой (VTOL), разработанным Rolls Royce в 1950-х годах. Он вошел в историю как "первый реактивный летательный аппарат, совершивший полет где-либо в мире". TMR изначально проектировался специально для проведения исследований, в частности, для изучения потенциальных возможностей применения недавно разработанной реактивной тяги для выполнения вертикальных полетов. Совершив первый полет в августе 1954 года, аппарат стал объектом обширных исследований в ходе серии испытательных полетов, направленных на изучение способов стабилизации при зависании. Это позволило глубже понять необходимую мощность и подходящие методы стабилизации для самолетов VTOL, а также подтвердить общую целесообразность данной концепции.
The Rolls Royce Thrust Measuring Rig (TMR) was a pioneering vertical take off and landing (VTOL) aircraft developed by Rolls Royce in the 1950s. It has the distinction of being "the first jet lift aircraft to fly anywhere in the world". The TMR had been envisioned specifically for conducting research, specifically to explore the potential applications of then newly developed jet propulsion towards carrying out vertical flights. First flying in August 1954, extensive studies were conducted during a series of test flights into how stabilisation could be performed during the aircraft's hover. It contributed to a greater understanding of the level of power and appropriate manners of stabilisation involved in a VTOL aircraft, as well as proving the feasibility of the concept in general.
Разработка
Человеком, в значительной степени ответственным за разработку TMR, был доктор Алан Арнольд Гриффит, который работал над проектированием газовых турбин в Royal Aircraft Establishment (RAE) в 1920-х годах и был пионером технологии реактивного подъема. В 1939 году Гриффит был принят на работу в Rolls Royce. В 1940-х годах он предложил использовать реактивную тягу для непосредственного создания вертикального подъема, чтобы построить самолет, способный взлетать вертикально. Гриффит предложил построить такой самолет для исследовательских целей. 19 августа 1953 года первый TMR совершил свой первый полет на аэродроме Хакнолл. В течение первого года полетов самолет оставался привязанным к мачтовой системе для проведения летных испытаний. 3 августа 1954 года TMR совершил свой первый свободный полет под управлением Рональда Томаса Шепарда, главного летчика-испытателя Rolls Royce. Информация о типичных полетах в основном основывалась на отчетах пилотов об их ощущениях. В ходе испытаний на устойчивость были получены более точные данные, поскольку нескольким пилотам было предписано выполнять одну и ту же последовательность маневров, многие из которых имитировали переход самолета VTOL в зависание; также привлекались наблюдатели. Испытательные полеты проводились с рядом ограничений безопасности: TMR обычно не летал при скорости ветра 10 узлов и более, и полеты совершались только в тех погодных условиях, при которых самолет можно было контролировать в случае неисправности. Пилоты могли выполнять взлеты и контролируемые посадки, но обнаружили, что обе эти задачи становятся сложнее при ветре, особенно когда TMR необходимо было наклонять для компенсации воздействия ветра. По сообщениям, пилоты столкнулись с основной первоначальной трудностью в управлении высотой самолета; это было частично связано с медленной реакцией двигателя на команды дроссельной заслонки. Задержка между положением дросселя и реакцией двигателя часто составляла от одной до двух секунд; пилоты обычно адаптировались к этой особенности самолета и овладевали управлением высотой. Было предпринято две попытки улучшить управление высотой: добавление простого триммера на дроссель для ограничения скорости его перемещения и установка "предварителей дросселя", которые не работали должным образом. Самолет пережил отказ системы управления вектором тяги 16 сентября 1957 года, когда его пилотировал командир крыла Стэн Хаббард из RAE. 28 ноября 1957 года второй TMR с серийным номером XK426 был уничтожен во время испытательного полета, в результате чего погиб командир летной группы Г.Ф. Ларсен, впервые пилотировавший этот самолет. Результаты испытательной программы TMR имели значительную ценность для будущих самолетов VTOL, по крайней мере, в некоторых областях: в официальном отчете, опубликованном Министерством авиации, было заключено, что "основной вывод из этого опыта заключается в том, что любой практичный самолет с реактивным подъемом должен иметь искусственную стабилизацию при зависании, если он будет эксплуатироваться не в идеальных погодных условиях. Основная трудность в обучении полетам на самолете заключалась в управлении высотой; любое сокращение времени реакции двигателя облегчит задачу обучения полетам на самолете с реактивным подъемом". После относительно успешных испытаний TMR компания Rolls Royce решила продолжить разработку турбореактивного двигателя Rolls Royce RB108 с прямым подъемом; пять таких двигателей были использованы для привода первого настоящего британского самолета VTOL, Short SC.1.
The man largely responsible for the development of the TMR was Dr Alan Arnold Griffith, who had worked on gas turbine design at the Royal Aircraft Establishment (RAE), in the 1920s and was a pioneer of jet lift technology. In 1939, Griffith had been employed by Rolls Royce. During the 1940s, he conceived of using jet propulsion as a method of directly providing vertical lift to produce an aircraft that could take off vertically. The construction of such an aircraft for research purposes was suggested by Griffith. On 19 August 1953, the first TMR conducted its maiden flight at Hucknall Aerodrome. During the first year of flights, the aircraft remained tethered within the gantry system for flight testing. On 3 August 1954, the TMR conducted its first free flight, piloted by Ronald Thomas Shepherd, Rolls Royce's chief test pilot. Information from typical flights was primarily acquired through the reported experiences of the pilots. During stability trials, more quantifiable data was gained by instructing multiple pilots to follow the same sequence of manoeuvres, many of which were intended to be representative of VTOL aircraft transitioning into hovering flight; multiple observers were also employed as well. Test flights had several safety restrictions placed upon them: the TMR was not typically flown if the wind speed was 10 knots or greater, it would only fly under weather conditions in which the aircraft could be controlled in the event of a fault. Pilots were able to perform take offs and controlled landings, but found both feats to be more difficult if wind was present, particularly if the TMR was required to tilt in order to counteract the wind's effects. Reportedly, pilots found that the main initial difficulty in flying the TMR was the regulation of the aircraft's height; this was partially due to the slow response of the engine to throttle movements being commanded by the pilot. The delay interval between the throttle and the engine response was often around the one to two second mark; pilots would typically adapt to this peculiarity of the aircraft and become adept at mastering height control. Two attempts were made to improve the height control, the addition of a simplistic trimmer on the throttle to restrict its possible speed of movement, and the installation of 'throttle anticipators' that failed to operate as intended. The aircraft survived a failure of its thrust vectored control system on 16 September 1957 whilst being piloted by Wing Commander Stan Hubbard of the RAE. On 28 November 1957, the second TMR, Serial XK426, was destroyed during a test flight, resulting in the death of Wing Commander H. G. F. Larsen, who had been piloting the aircraft for the first time. The research from the TMR's test programme were of considerable value to future VTOL aircraft, as least in some areas: an official report published by the Ministry of Aviation summarised that "the main conclusion to be drawn from this experience is that any practical jet lift aircraft must have some artificial stabilisation while hovering if it is to operate in other than very favourable weather conditions the main difficulty in learning to fly the aircraft was the height control; any reduction in the time constant of the engine response would make the problem of learning to fly a jet lift aircraft easier". Following the relatively successful trials of the TMR, Rolls Royce decided to proceed with the development of the Rolls Royce RB108 direct lift turbojet; five of these engines were used to power the first true British VTOL aircraft, the Short SC.1.
Дизайн
Rolls Royce Thrust Measuring Rig (TMR) – это самолет с вертикальным взлетом и посадкой (VTOL), разработанный для изучения практической применимости, характеристик и требований к таким аппаратам. Из-за своих небольших размеров максимальная продолжительность полета TMR составляла всего шесть минут. От аппарата отходили четыре выдвижных опоры – по одной с каждой стороны, а также по одной спереди и сзади, через которые выпускался сжатый воздух для управления креном, тангажом и рысканием в полете. Управление рысканием и высотой осуществлялось механически, а управление тангажом и креном – электрическим сигналом, без возможности переключения на механическое управление. Первоначально ключевые компоненты электрической системы управления были дублированы, однако для обеспечения безошибочного обнаружения неисправностей для этапа свободных полетов в RAE была принята более надежная частично тройная схема. Поскольку TMR не обладал собственной устойчивостью, он был оснащен экспериментальной автоматической системой стабилизации. В ходе многочисленных испытательных полетов проводились различные уровни вмешательства стабилизатора, включая несколько полетов без какой-либо стабилизации.
The Rolls Royce Thrust Measuring Rig (TMR) was a VTOL aircraft developed to explore the practicality, characteristics, and requirements of such an aircraft. Due its small size, the TMR had a maximum flight endurance of only six minutes. A total of four outrigger arms extended out from the rig, one on either side and one each at the front and rear, through which compressed air was released for control in roll, pitch and yaw when in flight. While the controls for yaw and height were mechanically based, the pitch and roll controls were electrically signalled, without any provision for reverting to mechanical operation. Initially, key components for the electrical control system components were duplicated; however, in order to make the detection of faults infallible, a safer partial triplex arrangement was adopted for the RAE's free flight testing phase. As the TMR possessed no inherent stability, it incorporated an experimental automatic stabiliser system. During its numerous test flights, varying degrees of intervention by the stabiliser were performed, including a few in which no stabilisation was active at all.
Выставленные самолеты
Первый образец (серийный номер XJ314) сохранился и представлен на всеобщее обозрение в Музее науки в Лондоне, Англия.
The first machine (Serial XJ314) is preserved and on public display at the Science Museum in London, England.