Болтон Пол P.111: Экспериментальный самолет с дельтавидным крылом (1950)
Boulton Paul P.111
Британский экспериментальный самолет Boulton Paul P.111 (1950-е). Исследования дельта-крыла, реактивный двигатель Rolls-Royce Nene, уникальная конструкция.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Экспериментальный самолет с дельта-крылом без хвостового оперения, Великобритания, 1950 год.
Tailless delta experimental aircraft, United Kingdom, 1950
Boulton Paul P.111 – экспериментальный самолет, разработанный и построенный британским авиастроителем Boulton Paul. Он был одним из первых самолетов, созданных для изучения характеристик схемы с дельта-крылом и отсутствующим хвостовым оперением. Разработка P.111 стала ответом на публикацию спецификации E.27/46 Министерством авиации вскоре после окончания Второй мировой войны. Для размещения внутри фюзеляжа турбореактивного двигателя Rolls Royce Nene потребовался относительно широкий корпус, что придавало самолету необычный вид. Крыло оснащалось съемными законцовками, которые можно было заменять для получения различных форм крыла – особенность, считавшаяся крайне важной для аэродинамических исследований, для проведения которых самолет и был построен. Среди других новых элементов, помимо крыла, были катапультируемое кресло производства Martin Baker и ранняя система управления полетом с полным усилием. Первый полет P.111 состоялся 10 октября 1950 года. Первоначальные летные испытания выявили высокую чувствительность органов управления, значительные изменения в центровке при выпуске или уборке шасси, а также необходимость относительно высокой скорости посадки. В ходе летных испытаний были внесены различные модификации, включая установку воздушных тормозов на фюзеляже, простую систему обратной связи для органов управления и переработанные двери шасси. Большинство этих изменений были внесены после незначительной аварии при посадке. Эти модификации были настолько масштабными, что самолет получил новое обозначение – P.111A. Его последний испытательный полет состоялся в 1958 году, после чего самолет был передан в Крэнфилдский колледж авиации для использования в качестве учебного планера. Этот тип не следует путать с более поздним Boulton Paul P.120, хотя оба самолета имеют значительное сходство.
The Boulton Paul P.111 is an experimental aircraft designed and produced by the British aircraft manufacturer Boulton Paul. It was amongst the first aircraft designed to explore the characteristics of the tailless delta wing configuration. The development of the P.111 came as a response to the release of Specification E.27/46 by the Air Ministry shortly after the conclusion of the Second World War. To internally accommodate its Rolls Royce Nene turbojet propulsion, a relatively broad fuselage was necessitated, giving it an unorthodox appearance. The wing featured removable wing tips that could be swapped to produce different wing shapes, a feature deemed to be highly desirable for the aerodynamic investigations it was built to perform. Other novel features beyond the wing included a Martin Baker built ejection seat and an early fully powered flight control system. The P.111 performed its maiden flight on 10 October 1950. Early flight testing of the aircraft revealed the flight controls to be highly sensitive, major trim shifts would also occur whenever the landing gear was deployed or retracted, and a relatively high landing speed was also necessary. Various modifications, including the addition of fuselage mounted airbrakes, a rudimentary feedback arrangement for the flight controls, and redesigned undercarriage doors, were made during the flight test programme, the majority of these changes occurred following a minor landing accident. These modifications were so extensive that the aircraft was re designated as the P.111A. Its final test flight occurred during 1958, after which the aircraft itself was transported to the Cranfield College of Aeronautics for use as a training airframe. The type should not be confused with the later Boulton Paul P.120, albeit the two aircraft do share considerable similarities.
Проектирование и разработка
В конце 1940-х и начале 1950-х годов страны антигитлеровской коалиции стремились максимизировать возможности своих вооруженных сил и промышленности, исследуя и используя военные достижения, полученные в нацистской Германии во время Второй мировой войны. Особенно их интересовали исследования и внедрение многочисленных достижений в области аэрокосмической техники и теорий, полученных в результате деятельности, аналогичной операции «Скрепка». В Великобритании Министерство авиации выпустило спецификацию E.27/46, которая предусматривала создание экспериментального самолета для изучения тогда малоизученного крыла дельтавидной формы, в частности, с точки зрения его устойчивости и управляемости. Компания Boulton Paul решила реализовать эту спецификацию и поручила своему главному конструктору, доктору С.С. Редшоу, разработку соответствующего самолета. В результате был создан самолет P.111 – базовая модель, специально предназначенная для исследований крыльев дельтавидной формы. Шасси с убирающимися стойками имело заметно широкую колею, а высокая носовая стойка устанавливала самолет на 17° к горизонту; крупные двери закрывали ниши шасси в убранном положении. Конструкция самолета была полностью металлической, за исключением удлинителей крыла и законцовок киля, которые были изготовлены из стеклопластика; для внешней обшивки обычно использовалась несущая конструкция обшивки. Без установленных законцовок крыло имело сильно усеченную форму, примерно на 75% от чистой дельтавидной конфигурации, в то время как установка более крупных удлинителей придавала ему почти идеальную дельтавидную форму. P.111 мог летать с этими крыльями или с одной из двух пар удлинителей. Целью этих законцовок было изучение различных аэродинамических эффектов, которые они оказывают на дельтавидное крыло, без необходимости его полной замены или переделки. Киль, имевший прямой задний край, также был оснащен съемной и регулируемой законцовкой, хотя считается, что самолет всегда летал с особенно заостренной законцовкой. На законцовке киля была установлена ВЧ-антенна, а в его передней кромке – камера. Топливо размещалось в шести гибких баках, по три в каждом крыле. Информация о полете непрерывно регистрировалась приборами, установленными сразу за кабиной, при этом фиксируемые параметры обычно относились к органам управления или двигателю.
Throughout the late 1940s and early 1950s, the Allied Powers sought to maximise the capabilities of their militaries and industries by investigating and harnessing the wartime advances made in Nazi Germany during the Second World War. In particular, these nations were keen to explore and integrate numerous aerospace advances and theories acquired through activities akin to Operation Paperclip. In Britain, the Air Ministry issued Specification E.27/46, which called for an experimental aircraft to perform an investigation of the then unfamiliar delta planform wing, particularly in terms of its stability and controllability. The aircraft manufacturer Boulton Paul opted to pursue this specification and tasked its chief designer, Dr S. C. Redshaw, with producing an appropriate aircraft. The resulting aircraft, designated P.111, was a basic aircraft specifically designed for Delta wing research. The inward retracting landing gear had a noticeably wide track and a tall nosewheel leg placed it at 17° on the ground; sizable doors covered the recesses of the undercarriage while retracted. All metal construction was used throughout the aircraft, with the exception of the wing extensions and the fin tip, which were of glass reinforced plastic; the exterior skin of the aircraft typically used a stressed skin approach. When not fitted with tip extensions, this wing was strongly cropped at about 75 percent of the pure delta shape, while the installation of the larger extensions resulted in an almost unbroken pure delta shape. The P.111 could be flown with these wings or with one of two pairs of extensions. The purpose of these tip extensions was to investigate the different aerodynamic effects that their fitting would have upon the delta wing without having to replace or reshape the whole wing to do so. The fin, which had an unswept trailing edge, also featured a removable and adjustable tip, though it is believed that the aircraft was always flown with the particularly pointed tip fitted. The fin accommodated a VHF aerial at its tip as well as a camera installed in its leading edge. Fuel was accommodated across six flexible fuel tanks, three within each wing. Flight information was continuously recorded by instrumentation installed just aft of the cockpit, parameters captured typically pertained to either the controls or the engine.
Испытания и оценка
Наземные испытания P.111 начались в начале осени 1950 года, почти сразу после завершения строительства единственного экземпляра; на его постройку ушло около трех лет. 10 октября 1950 года P.111 совершил свой первый полет под управлением командира эскадрильи Боба Смита. Большую часть летных испытаний проводил летчик-испытатель Александр Э. "Бен" Ганн, который описывал самолет как "требовательный" и "словно летящий по краю бритвы". Эта требовательность частично объяснялась конструкцией системы управления тягой, которая считалась необходимой для полетов на высоких скоростях (свыше 450 миль в час), но не имела обратной связи. Самолет также испытывал заметное изменение балансировки при уборке или выпуске шасси, а посадочные скорости были относительно высокими из-за отсутствия воздушных тормозов и необходимости поддерживать высокие обороты двигателя для работы бортовых генераторов; электричество было необходимо для управления механизированными поверхностями управления. После аварии при посадке, вызванной невозможностью выпуска шасси, P.111 был не только отремонтирован, но и модернизирован для улучшения летных характеристик. 2 июля 1953 года P.111A впервые поднялся в воздух с аэродрома RAF Boscombe Down. Вскоре после этого был усилен противоштопорный парашют, установленный в хвостовой части фюзеляжа, чтобы его можно было использовать в качестве тормозного парашюта, а пилоту предоставили возможность регулировать усилие системы управления тягой. Самолет эксплуатировался Королевским авиационным заведением (RAE) в ходе серии исследований характеристик дельтавидного крыла, а в дальнейшем P.111A базировался в RAE Bedford. В этот период на нем испытывались все три варианта законцовок крыла. Последний полет P.111A состоялся 20 июня 1958 года. В 1975 году он был передан Обществу по сохранению авиационной техники Мидленда в долгосрочную аренду для экспозиции в Мидлендском музее авиации в аэропорту Ковентри; 13 июля 1975 года P.111A был доставлен в музей по дороге и установлен на статической экспозиции. За P.111 последовал еще один экспериментальный самолет с дельтавидным крылом – P.120, предназначенный для сравнения поведения дельтавидного крыла с обычным оперением.
Powered ground testing of the P.111 commenced during early autumn 1950 almost immediately after construction of the sole aircraft had been completed; it took roughly three years to build. On 10 October 1950, the P.111 conducted its maiden flight with Squadron Leader Bob Smyth at the controls. The majority of its test flying career saw the aircraft being flown by test pilot, Alexander E. "Ben" Gunn, who described the aeroplane as "touchy" and "like flying a razor's edge". This touchiness has been partially attributed to the design of the power controls, deemed to be essential for flying at high speeds (in excess of 450 mph), which lacked any feedback. The aircraft also experienced a relatively large trim shift whenever the undercarriage was raised or lowered, while the landing speeds were fairly high due to the absence of airbrakes as well as it being necessary to maintain a high level of engine revs for the onboard generators to function; electricity was essential for operating the powered control surfaces. Following an accident during a landing in which the retractable landing gear failed to extend, the P.111 was not only repaired but also received modifications to improve its flight characteristics. On 2 July 1953, the P.111A first flew from RAF Boscombe Down. Shortly afterwards, the anti spin parachute mounted on the rear port fuselage was strengthened so it could be deployed as a braking parachute, while the pilot was also given control over the strength of the power controls. The aircraft was operated by the Royal Aircraft Establishment (RAE) in a series of explorations of delta wing characteristics, for its later flights, the P.111A was based at RAE Bedford. During this time, it was flown with each of the three wing tips. The final flight of the P.111A was conducted on 20 June 1958. In 1975, it was acquired by the Midland Aircraft Preservation Society via a long term loan for its Midland Air Museum at Coventry Airport; on 13 July 1975, the P.111A was transported by road to the museum, where it was placed on static public display. The P.111 was followed by another delta winged experimental aircraft, the P.120 which was intended to compare and contrast the behaviour of an otherwise identical tailed delta.