Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

SC.1
Короткометражка SC.1 Farnborough 1958.jpg
Короткий SC.1 XG900 на выставке SBAC в Фарнборо, сентябрь 1958 г.
РольЭкспериментальный самолет
национальное происхождениеобъединенное Королевство
ПроизводительКороткие братья
Первый полет2 апреля 1957 г. (CTOL) [1]
26 мая 1958 г. (VTOL) [1]
На пенсии1971 г.
Положение делНа пенсии и сохранился
Основной пользовательRoyal Aircraft Establishment
Количество построенных2

Short SC.1 был первый британский неподвижным крылом вертикального взлета и посадки ( VTOL ) реактивных самолетов . Его разработала компания Short Brothers . Он был оснащен пятью турбореактивными двигателями Rolls-Royce RB.108 , четыре из которых использовались для вертикального полета, а один - для обычного горизонтального полета. SC.1 отличался тем, что был первым британским самолетом вертикального взлета и посадки с фиксированным крылом и первым самолетом, перешедшим между вертикальным и горизонтальным режимами полета; это был также первый самолет с возможностью вертикального взлета и посадки с дистанционной системой управления.

SC.1 был разработан и произведен в ответ на требование Министерства снабжения (MoS) о подходящем воздушном судне для проведения летных исследований в режиме вертикального взлета и посадки, а также, в частности, при переходе от вертикального к горизонтальному полету. Два прототипа использовались для летных испытаний в период с 1957 по 1971 год. Данные исследований из программы испытаний SC.1 способствовали разработке Hawker Siddeley P.1127 и последующего Hawker Siddeley Harrier , первого действующего самолета вертикального взлета и посадки.

В октябре 2012 года Short SC.1 получил первую премию Северной Ирландии за инженерное наследие в знак признания его значительных достижений в области инженерии. [2]

Развитие [ править ]

В 1940-х годах различные страны заинтересовались разработкой жизнеспособных самолетов, способных выполнять вертикальный взлет и посадку (VTOL). В 1950-х годах Великобритания провела летные испытания специально созданной установки для измерения тяги Rolls-Royce - примитивного, но новаторского самолета вертикального взлета и посадки, который успешно летел, как и предполагалось, продемонстрировав жизнеспособность концепции, а также предоставив полезные данные для дальнейшего развития. [1]Однако, несмотря на то, что установка для измерения тяги дала ценную информацию для проектирования самолета вертикального взлета и посадки (например, требования к системе автоматической стабилизации), она страдала некоторыми недостатками, которые подрывали ее ценность в качестве платформы для дальнейших подробных исследований, таких как задержка управления и отсутствие аэродинамических поверхностей. Возникла потребность в самолете, который использовал бы опыт, полученный от установки для измерения тяги, и исследовал бы области, выходящие за пределы его ограниченных возможностей. [1]

SC.1 берет свое начало в заявке компании Short Brothers в ответ на запрос Министерства снабжения (MoS) на тендер (ER.143T) на исследовательский самолет с вертикальным взлетом, который был опубликован в сентябре 1953 года. 15 октября В 1954 г. предложенный проект был принят Министерством, и был оперативно заключен контракт на поставку двух самолетов, соответствующих спецификации ER.143D.. Как и предполагалось, самолет должен был быть использован для серии летных испытаний, чтобы изучить его поведение при переходе между вертикальным и горизонтальным режимами полета, чтобы определить оптимальный и минимальный уровень помощи, необходимой от автостабилизатора в процессе перехода, к выявить возможные эксплуатационные проблемы и разработать соответствующие вспомогательные средства и оборудование для пилота для разработки всепогодной системы захода на посадку и посадки. [1]

Шорт построил два прототипа, обозначенных XG900 и XG905 . [1]

Дизайн [ править ]

Short SC.1 был одноместным самолетом с низким крылом, бесхвостым треугольным крылом, общей массой около 8000 фунтов (макс. 7700 фунтов для вертикального полета). [3] Он был оснащен четырьмя вертикально расположенными легкими подъемными двигателями Rolls-Royce RB.108, которые обеспечивали общую вертикальную тягу 8600 фунтов, а также одним маршевым двигателем RB.108 в задней части самолета для обеспечения тяги для прямой рейс. Подъемные двигатели были установлены вертикально рядом парами в центральном отсеке, так что их результирующая линия тяги проходила близко к центру тяжести самолета. Эти пары двигателей могли поворачиваться вперед и назад для создания векторной тяги для ускорения / замедления вдоль продольной оси самолета. [3]

XG900 Short SC.1 на SBAC выставке в 1961 году, показывая обтекатели ноги Oleo и автоматический вход подъема двигателя ламель добавлен в середине 1960

Во время обычного полета двигатели подъемника будут выключены; перед переходом от горизонтального полета к вертикальному они будут запускаться с использованием сжатого воздуха от одного маршевого двигателя. Сжатый воздух обеспечивал начальное вращение двигателя, но падение давления от впуска к выпуску также должно было присутствовать, поскольку одного сжатого воздуха было недостаточно для достижения холостого хода. [3]Требовалась значительная аэродинамическая труба и летная доработка воздухозаборника, поскольку в начале перехода от горизонтального полета вертикально расположенные двигатели должны выдерживать боковой ветер, равный скорости прямого полета, без помпажа и чрезмерных вибраций. Требуемая равномерность потока была достигнута с помощью набора из 7 шарнирных жабр, которые открывались вперед, чтобы направлять воздух в камеру, питающую двигатели. Поведение вертикально установленного RB.108 с точки зрения повторного заглатывания и эрозии почвы было исследовано с помощью установки, аналогичной той, которая предназначена для SC.1, во время наземных операций на метеоре на аэродроме Хакнелл . [4]Первоначально ряд иллюминаторов был установлен на выпускных соплах подъемных двигателей, чтобы поддерживать среду низкого давления под двигателями, чтобы гарантировать, что ротор двигателя будет «вращаться» в правильном направлении перед подачей сжатого воздуха для запуска; из-за эффективности впуска и изменения конструкции двигателя люки стали ненужными. [5]

Компоновка кабины была в основном стандартной, но усложнялась большим количеством систем, которые пилот должен был контролировать. [3] В качестве исследовательского самолета он имел обширное записывающее оборудование. [6]

Общий рычаг дроссельной заслонки для четырех двигателей вертикального подъема был единственным дополнительным первичным элементом управления в кабине; он работал так же, как и на уровне Коллективного шага винтокрылого аппарата. Требовалось два способа управления ориентацией самолета в зависимости от его поступательной скорости; аэродинамические поверхности использовались при обычном полете, а воздушно-реактивные сопла - для перехода из горизонтального полета в режим висения и вертикального полета. Отводимый воздух из четырех подъемных двигателей (примерно 10% всасываемого воздушного потока) подавался на сопла регулируемой носовой части, хвостового оперения и законцовки крыла для регулирования тангажа , крена и рыскания.управление на низких скоростях, при которых воздушный поток над аэродинамическими поверхностями будет недостаточным для того, чтобы обычные средства управления были эффективными. [7] [5]

SC.1 также был оборудован первой системой управления " по проводам ", устанавливаемой на самолет вертикального взлета и посадки. [8] Эта система управления с электрическими сигналами, которая также включает в себя автостабилизатор, не только передавала сигналы от органов управления кабиной, такие как положение ручки, но также отслеживала сигналы обратной связи от сервоприводов, чтобы обеспечить стабильность самой системы. Система разрешала в общей сложности три режима управления аэродинамическими поверхностями и / или элементами управления соплами:

  1. Аэродинамические поверхности и воздушные форсунки управляются электрически с помощью трех независимых серводвигателей (с отказобезопасным режимом «трехходовой параллельный» или «триплексный») в сочетании с тремя системами управления автостабилизатором («полностью управляемый по проводам»)
  2. Гибридный режим, в котором форсунки управлялись серво / автостабилизатором, а аэродинамические поверхности были связаны напрямую с ручным управлением.
  3. Прямой режим, в котором все элементы управления были связаны с ручкой управления
Цветовой профиль XG900 Short SC.1

Режимы 1 и 2 выбирались на земле; всякий раз, когда автостабилизатор использовался, у пилота был доступный рычаг аварийного отключения, с помощью которого он мог вернуться в режим прямого управления в полете. [9] Результаты трех систем управления сравнивались, и применялось «правило большинства», гарантирующее, что отказ в одной системе был отменен двумя другими (предположительно правильными) системами. Любая неисправность на пути «по проводам» указывалась пилоту как предупреждение, которое он мог либо проигнорировать, либо отреагировать, переключившись на прямое (ручное) управление. [10]

Как и другие самолеты вертикального взлета и посадки, Short SC.1 страдал от потери вертикальной тяги из-за влияния земли . Исследования, проведенные на масштабных моделях, показали, что для SC.1 эти потери составят от 15 до 20 процентов на высоте шасси . [11] Топливные баки располагались вдоль передних кромок крыла и в «мешковых» баках, помещенных между лонжеронами основного крыла. [7] SC.1 был оснащен трехопорным шасси ; не убираясь, шасси можно было установить между двумя альтернативными положениями, подходящими как для обычной, так и для вертикальной посадки. [3]Неподвижные стойки шасси были разработаны специально для вертикального полета; каждая опора несла пару жаропрочных роликов, а задняя ходовая часть также оснащалась дисковыми тормозами. Для смягчения вертикальных приземлений использовались длинноходные олео. [7] [3] Надежное снаряжение могло выдерживать скорость снижения 18 футов (5,5 м) в секунду. [12]

Тестирование [ править ]

Первый Short SC.1, XG900 , на выставке SBAC 1958 года в Фарнборо

Построенный на заводе Short в Белфасте в Северной Ирландии , первый прототип SC.1, XG900 , впервые прошел первые испытания двигателя на этом предприятии. После транспортировки по морю в Англию XG900, который изначально был оснащен только двигателем, был доставлен в Королевское авиастроительное учреждение (RAE) в Боскомб-Даун для начала программы летных испытаний. 2 апреля 1957 года прототип совершил свой первый полет , который также был его первым полетом с обычным взлетом и посадкой (CTOL). [1]

Чуть более года спустя, 26 мая 1958 года, второй прототип совершил первый вертикальный полет на привязи. [1] Первоначальные полеты этого типа выполнялись, когда они были прикреплены к специально разработанному порталу , который имел только ограниченную степень свободы, до 15 футов по вертикали и 10 футов от центра в любом направлении, вертикальная скорость также была ограничена до менее чем 10 футов / секунду; за пределами этих ограничений произошла постепенная остановка самолета. [13]Он будет взлетать с решетчатой ​​платформы, расположенной на высоте 6 футов над землей, чтобы избежать эффекта земли; При разработке подходящей платформы были предприняты значительные усилия со стороны компании Shorts, чтобы исключить негативное влияние эффекта земли, и она была несколько раз переработана. Портал использовался для первоначального обучения и ознакомления первых 8 пилотов, которые управляли SC.1. [14]

25 октября того же года тип совершил первый «свободный» вертикальный полет. 6 апреля 1960 года был успешно осуществлен первый переход от вертикального к горизонтальному полету. [15] [16] Несмотря на успех в переходе между двумя режимами, Short SC.1 имел репутацию несколько неуклюжего самолета. [15]

SC.1 был публично представлен на авиашоу в Фарнборо в 1958 и 1960 годах; он также появился на Парижском авиасалоне в 1961 году, где выполнил демонстрационный полет. [1] 2 октября 1963 года второй испытательный самолет потерпел крушение в Белфасте, в результате чего погиб пилот, Дж. Р. Грин; Позже было установлено, что причиной этого была неисправность системы управления. [17] После аварии самолет был восстановлен и возвращен в полет для дальнейших испытаний, оба продолжали летать до 1967 года. [15] К 1965 году на этом типе летали в общей сложности 14 пилотов. [1]

В результате испытаний на пригодность земли было определено, что обычный бетон взлетно-посадочной полосы, тротуар и даже полосы травы будут подходящими для вертикального взлета и посадки SC.1; однако обломки, которые могут быть вытеснены с несовершенных поверхностей, представляют опасность для персонала, но не для самого самолета. [18] Программа испытаний также позволила получить опыт обслуживания и работоспособности самолета вертикального взлета и посадки, хотя это не было первоочередной задачей ни при проектировании, ни при проведении исследований; на протяжении всей программы в среднем выполнялось 2,6 рейса в неделю. Хотя во время полетов было зарегистрировано множество ошибок автостабилизатора, ни одной неисправности, которая угрожала бы самолету или влияла на его управление, никогда не возникало. [19]

Испытания выявили значительные трудности с измерением реальной тяги двигателя, что привело к дальнейшим испытаниям с использованием улучшенных воздухозаборников и приборов. [20] В конечном итоге, двигатели оказались гораздо менее проблематичными, чем можно было ожидать, учитывая экспериментальный характер самолета и его силовых установок; а когда возникали неисправности в триплексном автостабилизаторе, их было легко обнаружить, отчасти из-за самоконтроля системы. Согласно отчету Министерства авиации , SC.1 был определен как эффективное исследовательское транспортное средство, когда эксплуатировалось в пределах, налагаемых его небольшими размерами и ограниченной вместимостью; однако было обнаружено, что для более обширных испытаний приборов и оборудования наведения потребуется более крупный самолет. [20]

SC.1 летал более десяти лет, в течение которых он предоставил большое количество данных, которые повлияли на более поздние концепции дизайна, такие как элементы управления «воздушным потоком» на Hawker Siddeley P.1127 , предшественнике Hawker Siddeley Harrier . Работы по летным испытаниям, касающиеся методов и технологий вертикального взлета и посадки, также оказались неоценимыми и помогли Великобритании продвинуться вперед в этой области. [16] Short SC.1 в конечном итоге устарел из-за появления Harrier, который, среди прочего, доказал, что не было необходимости нести дополнительные четыре двигателя исключительно для целей взлета и посадки. [15]

Самолет на дисплее [ править ]

Первый SC-1 ( XG900 ) стал частью коллекции самолетов Музея науки в Южном Кенсингтоне , Лондон. [21] Он использовался до 1971 года для исследований VTOL.

Второй SC-1 ( XG905 ) также был сохранен и находится в статической экспозиции на выставке Flight Experience в Ольстерском музее фольклора и транспорта , Cultra, Северная Ирландия . [22] [16]

Операторы [ править ]

 объединенное Королевство
  • Royal Aircraft Establishment

Технические характеристики [ править ]

Носовая часть фюзеляжа и кабины Short SC.1
Задний фюзеляж и крыло SC.1. Обратите внимание на воздухозаборник в основании хвостовой части для маршевого двигателя RB.108, а также решетку над центральным отсеком фюзеляжа, в которой размещены двигатели вертикального подъема.

Данные Shorts Aircraft с 1900 г. [23] Министерство авиации [24]

Общие характеристики

  • Экипаж: 1
  • Длина: 25 футов 6 дюймов (7,77 м)
  • Размах крыла: 7,16 м (23 фута 6 дюймов)
  • Высота: 10 футов 8 дюймов (3,25 м) [25]
  • Площадь крыла: 211,5 кв.м (19,65 м 2 )
  • Соотношение сторон: 2,61: 1 [25]
  • Профиль : NACA 0010 [25]
  • Пустой вес: 6260 фунтов (2839 кг)
  • Полная масса: 7,700 фунтов (3,493 кг) ( операции вертикального взлета и посадки )
  • Максимальный взлетный вес: 8,050 фунтов (3651 кг) ( операции CTOL )
  • Силовая установка: 1 × турбореактивный Rolls-Royce RB.108 , тяга 2130 фунтов силы (9,5 кН) (полет вперед)
  • Силовая установка: 4 турбореактивных двигателя Rolls-Royce RB.108 с тягой 2130 фунтов силы (9,5 кН) каждый (подъемные двигатели)

Спектакль

  • Максимальная скорость: 246 миль / ч (396 км / ч, 214 узлов)
  • Диапазон: 150 миль (240 км, 130 миль)
  • Практический потолок: 8000 футов (2400 м) [25]
  • Скорость подъема: 700 фут / мин (3,6 м / с) [25]
  • Нагрузка на крыло: 38,1 фунт / кв. Фут (186 кг / м 2 )
  • Тяга / вес :
    • (CTOL): 0,265
    • (VTOL): 1,11

См. Также [ править ]

Самолеты сопоставимой роли, конфигурации и эпохи

  • Установка для измерения тяги Rolls-Royce

Связанные списки

  • Список экспериментальных самолетов

Ссылки [ править ]

Примечания [ править ]

  1. ^ a b c d e f g h i j Lean and Chinn 1965, p. 4.
  2. ^ "SC1 получает первую премию инженерного наследия NI". BBC News , 4 октября 2012 г.
  3. ^ a b c d e f Лин и Чинн 1965, стр. 5.
  4. ^ Rolls-Royce Aero Engines, Билл Ганстон 1989, Patrick Stephens Limited, ISBN  1-85260-037-3 , стр.157
  5. ^ a b Лин и Чинн 1965, стр. 5–6.
  6. ↑ Лин и Чинн, 1965, стр. 10.
  7. ^ a b c Winchester 2005, стр. 223.
  8. ↑ Лин и Чинн, 1965, стр. 6–7.
  9. ↑ Лин и Чинн, 1965, стр. 7.
  10. ^ Lean и Chinn 1965, стр. 7-8.
  11. ^ Вятт, Л.А. Испытания потери вертикальной реактивной тяги из-за воздействия земли на двух простых самолетах вертикального взлета и посадки, с особым упором на короткий самолет SC1 (R&M № 3313) . Лондон: HMSO . Дата обращения: 12 декабря 2007 г.
  12. Перейти ↑ Winchester 2005, p. 222.
  13. ↑ Лин и Чинн, 1965, стр. 8.
  14. ↑ Лин и Чинн, 1965, стр. 8–9.
  15. ^ a b c d "Короткий экспериментальный самолет вертикального взлета SC1, 1956 г." Science Museum , дата обращения: 15 января 2017.
  16. ^ a b c «Короткий самолет SC1 с вертикальным взлетом получил первую премию Северной Ирландии за инженерное наследие». Институт инженеров-механиков , 5 октября 2012 г.
  17. ^ "Архивная копия" . Архивировано из оригинала 18 июня 2009 года . Проверено 5 октября 2009 года .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка ) Летный испытательный памятник погибшим во время испытательного полета британским летчикам-испытателям и инженерам (страница 1946–1970 гг.).
  18. ↑ Лин и Чинн, 1965, стр. 13–14.
  19. ↑ Лин и Чинн, 1965, стр. 14–17.
  20. ^ a b Лин и Чинн 1965, стр. 17.
  21. ^ "Короткий самолет SC 1, 1957 г." makethemodernworld.org.uk , дата обращения : 15 января 2017.
  22. ^ "Воздух". Ольстерский музей народного творчества и транспорта , дата обращения: 15 января 2017.
  23. ^ Барнс и Джеймс 1989, стр. 465.
  24. ↑ Лин и Чинн, 1965, стр. 4–8.
  25. ^ Б с д е Тейлора 1966 года, стр. 168-169.

Библиография [ править ]

  • Барнс, Швейцария, с изменениями Дерека Н. Джеймса. Шорты Самолеты с 1900 года . Лондон: Патнэм, 1989 (исправленная). ISBN 0-85177-819-4 . 
  • Баттлер, Тони и Жан-Луи Делезенны. X-Planes of Europe: секретные исследовательские самолеты золотого века 1946-1974 гг . Манчестер, Великобритания: Hikoki Publications, 2012. ISBN 978-1-902-10921-3 
  • Иллингворт Дж. К. Б. и Чинн Х. У. Испытания переменной устойчивости и управления на самолете SC1 в режиме полета на реактивном двигателе, с особым упором на желаемые качества полета вертикального взлета и посадки (R&M № 3584) . Лондон: HMSO , 1969. Дата обращения: 11 декабря 2007 г.
  • Джонс, Барри. "Ранние встающие шорты". Ежемесячный журнал «Самолет» , май 1994 г., том 22, № 5, выпуск № 253. Лондон: IPC Magazines. С. 12–19.
  • Лин Д. и Чинн Х.В. Обзор общего опыта эксплуатации исследовательского самолета с вертикальным взлетом и посадкой (Short SCl) (Текущие документы Совета по аэронавигационным исследованиям CP № 832). Лондон: HMSO, 1965. Дата обращения: 2 декабря 2008 г.
  • Тейлор, Джон В. Р. Самолеты всего мира Джейн, 1966–67 . Лондон: Sampson Low, Marston & Company, 1966.
  • Викери, Адриан. Британский реактивный самолет . Кембридж, Великобритания: Patrick Stevens Limited, 1982. ISBN 0-85059-589-4 . 
  • Уорнер, Гай (июль – август 2002 г.). «От Бомбея до Бомбардье: производство самолетов в Сиденхэме, часть первая». Энтузиаст воздуха . № 100. С. 13–24. ISSN  0143-5450 .
  • Винчестер, Джим. Концептуальный самолет: прототипы, X-Planes и экспериментальный самолет . Рочестер, Кент, Великобритания: Grange Books, 2005. ISBN 1-84013-809-2 . 

Внешние ссылки [ править ]

  • "Самолет, парящий под автоматическим управлением", реклама 1959 года в " Полете"
  • "Испытательный стенд для SC.1", летная статья 1961 г.