Это хорошая статья. Для получения дополнительной информации нажмите здесь.
Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

XF-104 Истребитель
Реактивный истребитель в металлической схеме с Т-образным оперением и короткими крыльями, летящий над пустыней и черными конструкциями.
Первый прототип XF-104 53-7786
Роль Прототип перехватчика
ПроизводительLockheed Corporation
ДизайнерКларенс Л. "Келли" Джонсон
Первый полет4 марта 1954 г.
Количество построенных2
ВариантыLockheed F-104 Starfighter
Lockheed NF-104A
Canadair CF-104
Aeritalia F-104S
CL-1200 Lancer / X-27

Lockheed XF-104 Starfighter был одним двигателем, высокопроизводительный, сверхзвуковой перехватчик прототип для ВВС США серии (USAF) легких и простых бойцов. Всего было построено два самолета; один самолет использовался в основном для аэродинамических исследований, а другой служил испытательным стендом вооружения, оба самолета были уничтожены в результате аварий во время испытаний. [1] XF-104 были предшественниками более 2500 серийных истребителей Lockheed F-104 Starfighter .

Во время войны в Корее пилоты-истребители ВВС США уступали советским пилотам на МиГах. Инженеры Lockheed во главе с Келли Джонсон разработали и представили ВВС новый дизайн, отличающийся своей гладкостью, особенно тонкими крыльями и ракетной формой фюзеляжа, а также новой системой катапультирования пилотов.

Летные испытания XF-104 начались с первого полета в марте 1954 года, когда возникло несколько проблем, некоторые из которых были решены; однако характеристики XF-104 оказались лучше оценок, и, несмотря на то, что оба прототипа были потеряны в результате несчастных случаев, ВВС США заказали 17 опытных / предсерийных YF-104A. Серийные истребители Starfighter оказались популярными как в ВВС США, так и на международном уровне, работая в ряде стран, включая Иорданию , Турцию и Японию.

Развитие [ править ]

Первоначальное требование [ править ]

Кларенс Л. «Келли» Джонсон , главный инженер Lockheed's Skunk Works , посетил Корею в декабре 1951 года и поговорил с пилотами-истребителями о том, какой самолет им нужен. В то время пилоты ВВС США столкнулись с МиГ-15 «Фагот» на своих североамериканских F-86 Sabre , и многие из пилотов чувствовали, что МиГи превосходят более крупные и сложные американские конструкции. Пилоты запросили небольшой и простой самолет с отличными характеристиками. [2] По словам одного из пилотов, полковника Габби Габрески ; «Я бы предпочел зрение с кусочком жевательной резинки, застрявшим на лобовом стекле», - сказал Джонсон, что радар »было пустой тратой времени ».[2]

Оригинальный эскиз Джонсона

По возвращении в США Джонсон немедленно приступил к проектированию именно такого самолета, понимая, что вскоре будет опубликовано официальное требование. В марте 1952 года его команда была собрана, и они сделали наброски нескольких различных предложений самолетов, от небольших конструкций весом 8000 фунтов (3,6 т) до довольно больших - 50 000 фунтов (23 т). L-246 в том виде, в каком его конструкция стала известна, оставалась по существу идентичной "Starfighter модели L-083" в том виде, в котором она была в конечном итоге поставлена. [3]

Конкурс на исполнение [ править ]

В ноябре 1952 года проект был представлен ВВС, которые были достаточно заинтересованы в создании нового предложения и пригласили к участию несколько компаний. Были получены три дополнительных проекта: Republic AP-55, улучшенная версия своего прототипа XF-91 Thunderceptor ; Северная Америка NA-212, которые в конечном итоге превратиться в F-107 ; и Northrop N-102 Fang , новый дизайн General Electric с двигателем J79 .

Выбранный дизайн [ править ]

Хотя все они были интересными, Lockheed имела непреодолимое преимущество и в марте 1953 года получила контракт на разработку. [3] Данные испытаний более ранней программы беспилотных прямоточных воздушно-реактивных двигателей Lockheed X-7 оказались бесценными для аэродинамических исследований, так как XF-104 будет разделять их общая конструкция крыла и оперения Х-7. [4] [5] Опыт, полученный при разработке Douglas X-3 Stiletto, также был использован на этапе проектирования XF-104. [6] Было запущено более 400 излишков инструментальных артиллерийских ракет для испытаний различных профилей крыла и оперения; из которого на парашюте были восстановлены пленка камеры и телеметрия. [7]

Прототипы [ править ]

Деревянный макет был готов к осмотру в конце апреля, а работы над двумя прототипами начались в конце мая. Двигатель J79 еще не был готов, поэтому оба прототипа были разработаны для использования Wright J65 , лицензированной версии Armstrong Siddeley Sapphire . Строительство первого прототипа XF-104 ( серийный номер в США 53-7786 , номер Buzz FG-786) началось летом 1953 года на заводе Lockheed в Бербанке, Калифорния . [8] Этот самолет был оснащен двигателем Buick без дожигания.- построен турбореактивный двигатель Wright J65-B-3. Первый прототип был закончен к началу 1954 года и начал полеты в марте. Общее время от присуждения контракта до первого полета составляло всего один год, очень короткий срок даже тогда и неслыханный сегодня, когда 10–15 лет более типичны. [5] Строительство второго прототипа ( серийный номер 53-7787 ) шло более медленными темпами. [8]

Производство F-104 [ править ]

Основная статья: Lockheed F-104 Starfighter

Официальное одобрение конструкции XF-104 привело к заключению контракта на поставку 17 служебных испытательных самолетов YF-104A и серийное производство более 2500 самолетов, построенных как в Соединенных Штатах, так и по лицензии во всем мире. [9]

Видимые изменения от XF-104 к серийным версиям Starfighter включают более длинный фюзеляж (для размещения двигателя J79 и дополнительного внутреннего топлива) и убирающееся вперед носовое шасси (кроме двухместных версий) для увеличения зазора для опускающихся вниз. выдвигающееся сиденье. Во время программы испытаний YF-104A был добавлен брюшной плавник для повышения стабильности. Дополнительные функции были добавлены к впускным ударным конусам и обтекателю фюзеляжа между куполом и оперением, в котором размещался топливопровод. [3] [10] [11] Серийные самолеты также будут иметь измененную конструкцию оперения с использованием лонжеронов из нержавеющей стали для устранения проблемы флаттера. [12]Поскольку внутренний запас топлива был низким, что ограничивало полезную дальность полета самолета, на более поздних версиях была предусмотрена дополнительная емкость за счет удлинения передней части фюзеляжа. [9]

Дизайн [ править ]

Чтобы достичь желаемых характеристик, Lockheed выбрала минималистский подход: дизайн, который позволил бы достичь высоких характеристик за счет использования самого легкого и наиболее аэродинамически эффективного планера на одном мощном двигателе. Акцент был сделан на минимизации сопротивления и массы . [13]

Конструкция крыла [ править ]

XF-104 имел радикальную конструкцию крыла. В большинстве сверхзвуковых самолетов используется стреловидное или треугольное крыло. Это обеспечивает разумный баланс между аэродинамическими характеристиками, подъемной силой и внутренним пространством для топлива и оборудования. Однако наиболее эффективной формой для высокоскоростного сверхзвукового полета было маленькое прямое трапециевидное крыло средней формы с низким удлинением и высокой нагрузкой на крыло . Крыло было чрезвычайно тонким, с отношением толщины к хорде всего 3,4%. [14] На передних кромкахкрыла были настолько тонкими (0,016 дюйма / 0,41 мм) и настолько острыми, что представляли опасность для наземных экипажей, поэтому во время наземных операций приходилось устанавливать защитные ограждения. Из-за тонкости крыльев топливные баки и шасси приходилось размещать в фюзеляже. В гидравлических исполнительных механизмов приведения в действие элероны были только один дюйм (25 мм) , чтобы вписаться в свободное пространство и были известны как Piccolo приводов из - за их сходства с этого музыкального инструмента. Крылья имели закрылки с электроприводом передней и задней кромки для увеличения подъемной силы на малой скорости. XF-104 не имел системы контроля пограничного слоя серийного самолета. [15]

Деревянный макет

Хвостовой плавник [ править ]

После обширных испытаний в аэродинамической трубе стабилизатор был установлен в верхней части киля для обеспечения оптимальной устойчивости и управляемости относительно оси тангажа . [15] Поскольку вертикальный хвостовой стабилизатор был лишь немного короче длины каждого крыла и почти такой же аэродинамически эффективный, он мог действовать как крыло на руле направления (явление, известное как « голландский крен »). Чтобы компенсировать этот эффект, крылья были наклонены вниз, чтобы получить угол наклона 10 ° . Руль направления приводился в действие вручную и дополнялся небольшой поверхностью демпфера рыскания, установленной в нижней части киля. [15]

Фюзеляж [ править ]

Фюзеляж от XF-104 имел высокое соотношение крупности , т.е., резко сужающийся к носу, и небольшая фронтальная площадь 25 квадратных футов (2,3 м 2 ). [16] Фюзеляж был плотно упакован, в нем находились кабина , авионика , пушка, все внутреннее топливо, шасси и двигатель. [13] Воздухозаборники, спроектированные Беном Ричем , имели фиксированную геометрию без конусов , поскольку самолет с двигателем J65 был неспособен развивать скорость  2 Маха . Они были похожи на F-94 Starfire , были установлены немного в стороне от фюзеляжа с внутренней разделительной пластиной.для пограничного слоя стравливают воздух. Комбинация этих характеристик обеспечивала чрезвычайно низкое сопротивление, за исключением большого угла атаки , когда наведенное сопротивление становилось очень высоким.

Катапультное кресло [ править ]

XF-104 отличался необычным сиденьем Stanley B. Были опасения, что современные конструкции катапультных кресел не будут обладать достаточной взрывной мощностью, чтобы пробить высоко Т-образное хвостовое оперение. В случае, если сиденье не стреляло, можно было вручную открыть нижний люк фюзеляжа, а затем покинуть самолет под действием силы тяжести. Самолеты серии F-104 позже были преобразованы в сиденья с выбросом вверх, но люк в фюзеляже был сохранен в качестве полезной функции обслуживания. [1]

История операций [ править ]

Тестирование и оценка [ править ]

Тони Левье позирует на XF-104. Обратите внимание на баки с законцовками крыла.

Первые полеты [ править ]

Первый XF-104 (Lockheed 083-1001, s / n 53-7786 ) был доставлен на авиабазу Эдвардс в условиях повышенной секретности в ночь с 24 на 25 февраля, где летчик-испытатель Lockheed Тони Левье должен был провести начальные испытания. [3] 28 февраля 1954 года XF-104 совершил запланированный прыжок на высоте около пяти футов над землей во время высокоскоростного такси, но его первый официальный полет состоялся 4 марта. [17] Во время этого полета шасси не убиралось, и Левье приземлился после 20-минутного полета на малой скорости. [8] Регулировки и дальнейшие полеты обнаружили, что проблема заключалась в низком давлении в гидравлической системе. [8]Плохая погода продержала XF-104 на земле до 26 марта, после чего дальнейшие полеты выполнялись при штатном убирании шасси. [8]

Второй прототип (Lockheed 083-1002, серийный номер 53-7787 ), изначально оснащенный форсажным двигателем J65, впервые поднялся в воздух 5 октября. Поскольку это должен был быть стенд для испытаний вооружения, он был оснащен 20-мм пушкой M61 Vulcan и системой управления огнем AN / ASG-14T-1. [10] XF-104 № 2 достиг максимальной скорости 1,79 Маха на высоте 60 000 футов (18 000 м) 25 марта 1955 года, пилотируемый летчиком-испытателем Lockheed Дж. Рэем Гуди. Это была самая высокая скорость, достигнутая XF-104. [8] [13]

Производительность [ править ]

XF-104 # 1 был дозвуковым в горизонтальном полете, когда приводился в движение без дожигания J65, но Мах 1 можно было легко превзойти во время небольшого снижения. В июле 1954 года J65-B-3 был заменен на форсажный ТРД J65-W-7. Установка этого двигателя значительно улучшила характеристики XF-104. Максимальная горизонтальная скорость составляла 1,49 Маха на высоте 41 000 футов (12 000 м), высота 55 000 футов (17 000 м) могла быть достигнута в режиме набора высоты с увеличением, а 1,6 Маха - в пикировании. Первый XF-104 был принят ВВС США в ноябре 1955 г. [8]

M61 Вулкан

Стрельба [ править ]

Первоначальные воздушные стрельбы из пушки Vulcan на втором самолете были успешными, но 17 декабря произошел взрыв во время огневой очереди [9], и у двигателя J65 возникли серьезные срывы компрессора . Тони Левье немедленно выключил двигатель и скользнул назад, чтобы совершить успешную посадку на озере Роджерс-Драй . Позже расследование показало, что один из снарядов 20-мм пушки разорвался в казеннике , пробив затвор.из задней части пушки и через конструкцию в топливный элемент передней части фюзеляжа. Топливо для реактивных двигателей попало в орудийный отсек и вылилось из уплотнителей дверей отсека в левый воздухозаборник двигателя. Двигатель сразу залил топливом, в результате чего компрессор заглох. [18]

Сбои [ править ]

XF-104 53-7786 погиб в аварии 11 июля 1957 , когда он разработал неуправляемый плавник флаттера во время полета погоня за летные испытания F-104A. Вся хвостовая группа была оторвана от планера, и летчик-испытатель Lockheed Билл Парк был вынужден катапультироваться. Флаттер плавников был известной проблемой, и самолет был ограничен скоростью не более 0,95 Маха во время аварии. Тони Левье попытался вывести самолет из режима полета и поместить в музей, утверждая, что его летные характеристики не подходят для преследования. [9] [12] [19]

XF-104 53-7787 был потерян 14 апреля 1955 года после накопления более 1000 часов налета [9] [20], когда летчик-испытатель Герман Салмон был вынужден катапультироваться во время испытаний орудия на высоте 50 000 футов (15 000 м). Во время пробной стрельбы орудие вышло из строя, и начались сильные вибрации, которые вырвали катапультируемый люк под кабиной пилота. Давление в кабине было потеряно из-за того, что скафандр Сэлмона надулся и закрыл его лицо, так что он не мог видеть. Вспоминая мучительный опыт Левье со взорвавшимся артиллерийским снарядом в декабре прошлого года, Салмон полагал, что с ним случилось то же самое, и у него не было другого выбора, кроме как катапультироваться. Позже он узнал, что мог спасти 53-7787.опуская его на меньшую высоту и ожидая, пока его скафандр спустится. С потерей испытательного стенда инженеры Lockheed были вынуждены искать альтернативу, и испытания вооружения были продолжены на модифицированном Lockheed F-94C Starfire . [21] Два XF-104 налетали примерно 2500 часов. [8]

Выводы по тестированию [ править ]

Летные испытания показали, что оценки летных характеристик были точными и что даже с маломощным двигателем J65 XF-104 летал быстрее, чем другие истребители серии Century , разрабатываемые в то время. Потолок XF-104 на высоте 60 000 футов (18 000 м) был на 7 000 футов (2100 м) выше, чем предполагалось, и превышал расчетные значения скорости и сопротивления на два-три процента. [22] Однако было отмечено, что низкая тяга двигателя J65 не позволяла полностью реализовать потенциал этого типа. [9]

XF-104 s / n 53-7786 с ранними моделями F-100, F-101, F-102 и F-105

Обнаружился ряд мелких проблем, но они были легко исправлены. Рыскания заслонка была обнаружена в XF-104 , чтобы быть неэффективными , и руль не положительно центра; Эти проблемы были исправлены путем доработки системы управления рулем направления. [21] Руль направления без привода не обеспечивал адекватного управления по курсу на высоких скоростях полета, и эта проблема была решена за счет использования гидравлической энергии на всех последующих версиях F-104; была выражена некоторая озабоченность по поводу плохой дозвуковой маневренности на больших высотах. [21]

Во время более позднего интервью Келли Джонсон спросили, что он думает о самолете. «Это соответствовало моим разработкам? С точки зрения производительности - да. Что касается двигателя, мы столкнулись с множеством проблем с двигателем, не с J65, а с J79». [23] За участие в разработке планера F-104 Джонсон был совместно награжден Трофеем Кольера в 1958 году, разделив эту награду с General Electric (двигатель) и ВВС США (Flight Records). [24]

Технические характеристики (XF-104) [ править ]

Данные Bowman и Drendel. [1] [25]

Общие характеристики

  • Экипаж: 1
  • Длина: 49 футов 2 дюйма (14,99 м)
  • Размах: 21 футов 11 дюймов (6,68 м)
  • Высота: 13 футов 6 дюймов (4,11 м)
  • Площадь крыла: 196 кв.м (18,2 м 2 )
  • Профиль : двояковыпуклый 3,36% [26]
  • Пустой вес: 11500 фунтов (5216 кг)
  • Вес брутто: 7121 кг (15700 фунтов)
  • Силовая установка: 1 турбореактивный двигатель Wright J65-W-6 , тяга всухую 7800 фунтов силы (35 кН), 10 200 фунтов силы (45 кН) с форсажной камерой

Спектакль

  • Максимальная скорость: 1324 миль / ч (2131 км / ч, 1151 кН)
  • Скорость сваливания: 160 миль / ч (260 км / ч, 140 узлов)
  • Диапазон: 800 миль (1300 км, 700 миль)
  • Практический потолок: 50 500 футов (15 400 м)

Вооружение

  • Орудия: 1 20-мм (0,79 дюйма) пушка T171 Vulcan (только XF-104083-1002) [1]

См. Также [ править ]

  • Серия века

Связанная разработка

  • Локхид NF-104A
  • Canadair CF-104
  • Aeritalia F-104S
  • Lockheed CL-1200 Lancer и X-27

Самолеты сопоставимой роли, конфигурации и эпохи

  • Dassault Mirage III
  • Грумман F-11 Тигр
  • Нортроп F-5
  • Сондерс-Роу SR.53

Связанные списки

  • Список истребителей
  • Список военных самолетов США
  • Список операторов истребителей F-104

Ссылки [ править ]

Примечания
  1. ^ а б в г Bowman 2000, стр. 33.
  2. ^ а б Bowman 2000, стр. 26.
  3. ^ а б в г Bowman 2000, стр. 32.
  4. Перейти ↑ Reed 1981, p. 10.
  5. ^ а б Аптон 2003, стр. 13.
  6. Перейти ↑ Bowman 2000, p. 27.
  7. ^ Аптон 2003, стр. 14.
  8. ^ Б с д е е г ч Дженкинс и Landis 2008, с. 168.
  9. ^ Б с д е е Bowman 2000, с. 35.
  10. ^ а б Аптон 2003, стр. 38.
  11. ^ Ганстон, WL, изд. «F-104: обладатель абсолютных рекордов скорости и высоты». Flight International, 30 мая 1958 г., стр. 743. Дата обращения: 29 июня 2011.
  12. ^ а б Аптон 2003, стр. 45.
  13. ^ a b c Bowman 2000, стр. 29.
  14. ^ «F-104: Обладатель абсолютных рекордов скорости и высоты» . Международный рейс . 30 мая 1958. Архивировано из - 0723.html оригинала Проверка |url=значения ( справки ) от 3 июля 2012 года . Проверено 6 июля 2011 года .
  15. ^ a b c Bowman 2000, стр. 28.
  16. ^ Аптон 2003, стр. 17.
  17. Перейти ↑ Pace 1992, p. 17.
  18. ^ Ганстон. WL, изд. "Истребитель: истребитель Lockheed Mach 2 для ВВС США" Flight International, 20 апреля 1956 г., стр. 442. Дата обращения: 28 июня 2011.
  19. Перейти ↑ Pace 1992, p. 22.
  20. ^ Kinzey 1991, стр. 6.
  21. ^ a b c Pace 1992, стр. 20.
  22. ^ Kinzey 1991, стр. 4.
  23. Перейти ↑ Reed 1981, p. 13.
  24. ^ Гринфилд, Искусство. «Победители Collier Trophy, 1950–1959 годы». Архивировано 11 декабря 2008 года в Национальной ассоциации аэронавтики Wayback Machine . Дата обращения: 26 июня 2011.
  25. ^ Drendel 1976, стр. 10.
  26. ^ Ледникер, Дэвид. «Неполное руководство по использованию аэродинамического профиля» . m-selig.ae.illinois.edu . Проверено 16 апреля 2019 .
Библиография
  • Боуман, истребитель Martin W. Lockheed F-104 . Рамсбери, Мальборо, Уилтшир, Великобритания: The Crowood Press Ltd., 2000. ISBN 1-86126-314-7 . 
  • Дрендель, Лу. Истребитель F-104 в действии (Самолет № 27) . Кэрроллтон, Техас: Squadron / Signal Publications, 1976. ISBN 0-89747-026-5 . 
  • Дженкинс, Деннис Р. и Тони Р. Лэндис. Экспериментальные и прототипы реактивных истребителей ВВС США. Северное отделение, Миннесота: Specialty Press, 2008. ISBN 978-1-58007-111-6 . 
  • Кинзи, Берт, истребитель F-104 в деталях и масштабе . Саммит Голубого хребта, Пенсильвания: TAB books, 1991. ISBN 1-85310-626-7 . 
  • Пейс, Стив. F-104 Starfighter: проектирование, разработка и эксплуатация во всем мире первого боевого истребителя Mach 2 . Сент-Пол, Миннесота: Motorbooks International, 1992. ISBN 0-87938-608-8 . 
  • Пейс, Стив. X-Fighters: экспериментальные и опытные истребители ВВС США, от XP-59 до YF-23 . Сент-Пол, Миннесота: Motorbooks International, 1991. ISBN 0-87938-540-5 . 
  • Рид, Артур. Истребитель F-104 - современный боевой самолет 9 . Лондон: Ian Allan Ltd., 1981. ISBN 0-7110-1089-7 . 
  • Аптон, Джим. Warbird Tech - истребитель Lockheed F-104 . Северное отделение, Миннесота: Specialty Press, 2003. ISBN 1-58007-069-8 . 

Внешние ссылки [ править ]

  • Страница XF-104 на сайте Национального музея ВВС США
  • Первый полет XF-104 на YouTube.
  • Страница Baugher's Military Aircraft о XF-104
  • F-104 Flight International .
  • XF-104 на Vectorsite.net