Формула успеха аэродинамики. большое приключение «миражей» с изменяемой геометрией крыла часть 2 эпизод 2

Во второй половине 60-ых годов XX века руководство ВВС Франции, заказав для исполнения задач ПВО Mirage F1, решило оснастить ВВС самолетом дальнего радиолокационного обнаружения, для чего представлялся нужным самолет с высокими изменяемой геометрией и лётными характеристиками крыла. Со своей стороны ВМФ Франции желал взять палубный перехватчик. Так, во второй половине 60-ых годов XX века была запущена программа Mirage G4.

На этом фоне во второй половине 60-ых годов XX века программа Mirage G была остановлена, но компания-производитель продолжила исполнение испытательных полетов. 5 сентября 1969 года Марсель Дассо в связанном с вопросами национальной обороны письме министру Мишелю Дебре (Michel Debre) так обрисовал данную обстановку:

«Данный самолет имел возможность взять заказ на серийное производство во Франции, что дало бы нам семь лет форы довольно всех отечественных потенциальных соперников. Однако, Mirage G не был заказан в серию по трем обстоятельствам:

  1. двигатель был американский, и мы в соответствии с пожеланием генерала де Голля, что желал развития моторостроительной индустрии Франции, должны были дать предпочтение двигателю SNECMA;
  2. генштаб ВВС думал, что самолеты определенной весовой категории должны быть двухмоторными;
  3. из-за чрезмерных затрат на летательные аппараты, выстроенные нами в совместном сотрудничестве (Jaguar с британцами и Transall с немцами, не говоря уже о Concorde) не было дешёвого кредита.

Так, генштаб заказал два двухдвигательных прототипа с изменяемой геометрией: G4 с моторами SNECMA 9K50».

Бывший председатель совета директоров компании SNECMA Жан Бланкар (Jean Blancard) подтвердил желание генерала де Голля:

«Генерал де Голль осознал, что если он в соответствии со своим непреклонным жаждой желает иметь армию, оснащенную лучшим оружием и высококачественными материалами , он не имел возможности не принять, что отечественные авиационные двигатели всецело зависят от техпомощи со стороны Соединенных Штатов. Он весьма не хорошо отреагировал на случившийся во второй половине 50-ых годов двадцатого века инцидент, на протяжении которого я находился в качестве делегата министерства ВВС.

Мы заказали у американской компании инерциальную навигационную совокупность, разрешавшую руководить боевым самолетом в любую погоду, и эта совокупность готовься к отправке. Но в те годы у нас были кое-какие сложности во взаимоотношениях с американцами, и они ввели эмбарго на данный вид продукции. Мы его так и не взяли, не смотря на то, что и заплатили за него.

Тем самым имело место непреклонное желание, дабы отечественные армейские самолеты не зависели ни от американских двигателей, ни от взятых американских разработок, и требование, дабы двигатели для самолетов были французскими и были лучшего качества. На отечественные самолеты возможно было установить двигатели Atar. Это были хорошим двигатели: простые, качественные, но без сильной компрессии и выполненные в соответствии с устаревшими разработками.

Меры были приняты, и были привлечены люди, организованы изучения и выделены кредиты. Перед производством компанией SNECMA новых двигателей были выполнены изучения по увеличению температуры перед лопатками турбины, что есть критерием эффективности двигателя и, следовательно, его качеств. Прежде всего изучения проводились лабораторией горного университета, а после этого в ONERA (Office National d Etudes et de Recherches Aerospatiales – национальное управление по космическим изучениям).

Благодаря этим изучениям удалось создать лопатки турбин, являющиеся самыми тугоплавкими в мире».

Длившиеся полеты внести последовательность улучшений в конструкцию Mirage G:

  • • установка в начале 1969 году двигателя TF306E, владевшего если сравнивать с предшественником большей надежностью;
  • • повышение скорости трансформации стреловидности консолей крыла;
  • • улучшение управления полетом.

В апреле 1970 года Mirage G выполнил 70 полетов с подвешенными под консолями крыла топливными баками. Но пилоны, к каким была подвешена нужная нагрузка, не были управляемыми, а консоли крыла не поворачивались и имели стреловидность 20°. Поведение самолета в воздухе с подвесными баками было хорошим. Пилоты просили сложить консоли и расширить стреловидность до 70°, но этот маневр не был реализован чтобы не было «чрезвычайной обстановке».

С летчиками морской авиации на борту Mirage G было совершено моделирование посадки на палубу авианосца, на протяжении которого было испытано поведение самолета. В докладной записке технического управления авиационной индустрии (Direction technique des constructions aeronautiques – DTCA) были выделены особенности крыла с изменяемой геометрией:

«Для военно-морской авиации было бы нужно иметь возможность складывать консоли крыла до 70°, что нереально с Mirage G (риск посадки самолета)». [6]

Летчики разных национальных ведомств сменяли друг друга в команде Mirage G (отметим среди них Робера Галана [Robert Galan], выполнившего в марте 1970 года четыре полета). Все эти летчики подтвердили высокие характеристики самолета.

«Единственный самолет в мире»

Mirage G кроме этого был представлен некоторым зарубежным делегациям. Австралийцы, каковые заказали F-111 у американцев и равное им число Mirage IIIO, были заинтересованы в этом самолете. В сентябре 1969 года коммодор Фишер (Cdt Fisher) выполнил пара полетов в целях определения полезности данной автомобили для Королевских ВВС Австралии.

В конце 1970 года при демонстрации возможностей самолета находилась делегация из Швеции.

Параллельно с летными опробованиями инженеры трудились над несколькими модификациями самолета (см. Проекты на базе Mirage G). В данной связи направляться подчернуть, что 8 ноября 1968 года Бенно Клод Вальер представил руководству ВВС Франции G2 в качестве самолета, отвечающего европейской программе MRCA 75 [Multi-Role Combat Aircraft 1975 – Многоцелевой боевой самолет 1975 года, будущий Tornado]:

«Компания Avions Marcel Dassault может выстроить таковой самолет в срок (первый серийный самолет в 1975 году), при условии получения заказа на шесть прототипов».

Специалисты приветствовали технический успех Mirage G. В октябре 1970 года интернациональный издание «Interavia» писал:

«Мгновенный успех самолета с изменяемой геометрией крыла Mirage G был подготовлен заблаговременно. Менее чем за два года был спроектирован, изготовлен, испытан и фактически доведен прототип самолета с изменяемой геометрией крыла и средним взлетным весом 15 тысячь киллограм.

Начав через пять лет по окончании General Dynamics и владея ничтожными если сравнивать с американскими вложениями в программу F-111, финансами, расположенное в Сен-Клу конструкторское бюро завершило разработку собственного планера раньше американской двухмоторной автомобили. техники и Пилоты из состава американских миссий находились в Истре и Париже, где шло совершенствование самолета. Были изучены все нюансы самолета, что много раз испытывался в воздухе.

Возможно констатировать, что самолет был успешным, потому, что начальная расчетная масса была соблюдена и ожидаемые характеристики были время от времени превзойдены. Франция стала обладателем уникального самолета, талантливого на высоте развивать скорость M=2,2 и выполнять посадку с пробегом в пределах 400 метров. Ни в какой второй стране, в которой полностью развит технический прогресс, нет аналогичного летательного аппарата.

Создание данного самолета возможно смело назвать подвигом, что возможно растолкован следованием линии технической политики компании Avions Marcel Dassault. Mirage F2 и проект Mirage F3 предшествовали Mirage G и помогли его стремительной реализации. Трудности опять были поделены.

Mirage F2, являвшийся по сути Mirage G с неподвижным крылом, был самолетом, подготовившим землю для G: он был оснащен тем же двигателем, главные стойки шасси были подобными (уборка производилась в фюзеляж, освобождая наряду с этим крыло). Значительным отличием в общем виде между Mirage G и его предшественником были крыло и узел поворота консолей».

Фатальный сбой электропитания

13 января 1971 года Mirage G был потерян на протяжении исполнения собственного 317-го полета. Обстоятельством трагедии стал неспециализированный сбой электропитания, приведший к отказу блокировки и генератора элементов управления. Эта ахиллесова пята самолета, указанная в докладе CEV, была известна еще в апреле 1968 года.

Летчик-испытатель Жан Куру смог катапультироваться и совершить посадку в сохранности и целости.

Mirage G был экспериментальным самолетом, главное назначение которого было в проверке на всех режимах полета концепции крыла с изменяемой геометрией. Он удачно выполнил собственную миссию и готовься к преобразованиям, каковые разрешили бы Франции иметь на вооружении первый в Европе самолет с изменяемой геометрией крыла.

Проекты на базе Mirage G

Инженерами компании на базе Mirage G было создано пара проектов боевых самолетов, главное отличие которых заключалось в выборе силовой установки. Пара предложенных вариантов должны были оснащаться двигателем General Electric J-79 (ставился на F-4 Phantom II и F-104) либо Rolls-Royce Spey:

  • • G – экспериментальный прототип с одним двигателем TF306;
  • • G1 – низковысотный штурмовик с одним двигателем SNECMA M53 либо Atar 9K50;
  • • G1M – палубный истребитель с одним двигателем J79 либо SNECMA;
  • • G2 – предложен во второй половине 60-ых годов двадцатого века в качестве участника программы MRCA и в качестве испытательного стенда для двигателя M-53;
  • • G3 – штурмовик, альтернатива предложенному во второй половине 60-ых годов двадцатого века G4;
  • • G3E/M – палубный истребитель с одним двигателем TF306.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕТАЛЬНОГО САМОЛЕТА MIRAGE G

Аэродинамическая схема экспериментального самолета Mirage G разрешает достигнуть высоких значений черт во всем диапазоне режимов полета:

  • • сложенные консоли крыла со стреловидностью 70° и малая относительная толщина крыла [7] (она составляла от 11% до 5%) снабжают превосходные характеристики на сверхзвуковой скорости;
  • • раскрытые консоли крыла со относительным 20° удлинением и стреловидностью [8] около 7 (в сложенном положении относительное удлинение образовывает 1,65) и замечательным повышением подъёмной силы посредством механизации крыла снабжает превосходные взлетно-посадочные характеристики, и большие возможности в повышении длительности полета (около 2 часов).

Подвижные консоли крыла

Оптимальное положение узла поворота было ответственной частью экспериментальных изучений. Предпочтительным вариантом стало размещение узлов поворота мало за пределами фюзеляжа. Данное ответ идеально подходит для многоцелевого боевого самолета, что обязан сохранить хорошую продольную маневренность на высоких сверхзвуковых скоростях.

Конструкция узла поворота является предметом патента компании Dassault, что, например, охватывал уникальный метод избавиться от поперечных сил и эксплуатационную безопасность, обеспечивавшуюся двумя рабочими поверхностями – главной и аварийной – из фаброида (Fabroid), представляющего собой ткань из стекловолокна и тефлоновых волокон, разрешающих уменьшить трение в шарнире. Посредством фаброида узнаваемые ранее коэффициенты трения понижались втрое.

Узел поворота был изготовлен из высокопрочной мартенситностареющей стали; узел был сварным и талантливым выдерживать нагрузки в 175 кг/мм?. Эта сталь была отличной (хорошая усталостная прочность, хорошая свариваемость, незначительные деформации по окончании тепловой обработки и т.п.). Эта сталь американского происхождения, ранее защищенная патентом как в Соединенных Штатах, так и во Франции, ранее употреблялась в обшивке твердотопливных ракетных двигателей.

С данной сталью намерено трудились французские металлурги, каковые придали ей новые качества, обеспечившие ей адаптацию к применению в конструкциях самолетах. Консоль крыла приводилась в перемещение установленным в плоскости крыла гидроцилиндром. Уменьшение стреловидности выполнялось при помощи двух винтов.

Гидроцилиндр приводился в перемещение двумя гидромоторами, любой из которых был соединен с переключаемым редуктором.

Гидроцилиндр имел возможность снабжать изменение стреловидность консоли крыла за 12 секунд (18 секунд в первоначальный раз) при исполнении самолетом перегрузки до 3 g.

Особенное внимание было уделено герметизации прорезей, через каковые части крыла входят в фюзеляж. Устройства для перевода из фюзеляжа в консоли крыла разных жидкостей (масла, сжатого воздуха [так в тексте], гидравлики и т.д.) стали причиной последовательности уникальных ответов, каковые кроме этого были запатентованы. Главным недочётом крыла с изменяемой геометрией было повышение массы его конструкции. Жан Кабриер, в те годы бывший техническим директором компании Dassault, так отвечал на это замечание:

«При с Mirage G данное сравнение возможно выполнено на экспериментальной базе, потому, что предшественником этого самолета был Mirage F2, оснащенный фиксированным крылом и таким же двигателем, что и Mirage G. Экспериментальный самолет Mirage F2 владел громадным радиусом действия, так что сравнение этих двух автомобилей в полной мере вероятно и не позволит громадной неточности. Мы поняли, что вес всей конструкции крыла и фюзеляжа остался фактически неизменным.

Повышение веса фюзеляжа, которое связано с узлами поворота консолей крыла и углублениями для них, было компенсировано меньшей величиной требуемой площади крыла изменяемой геометрии, и меньшим значением его толщины. Отличие, по большей части, содержится в весе гидроцилиндров, их герметизации прорезей и гидравлической системы управления, снабжавших связность поворотных консолей крыла и фюзеляжа. Вес этих элементов конструкции был 300 кг, что составляло 3% от веса десятитонного безлюдного самолета». [9]

Жан Кабриер думал, что при однообразных задачах, боевой нагрузке и радиусе действия цена самолета с изменяемой геометрией крыла если сравнивать с самолетом с неподвижным крылом будет на 10% выше.

Механизация крыла

Установка механизации крыла разрешила на малых высотах существенно расширить его подъемную силу без соответствующего повышения площади. Благодаря предкрылкам и закрылкам Mirage G снабжает подъемную силу 100 Cz = 280 (Cz – коэффициент подъемной силы), что в пять раз превосходит соответствующее значение истребителя Mirage III. Не обращая внимания на высокую удельную нагрузку на крыло, превышающую на взлете 600 кг/м?, скорость захода на посадку образовывает 230 км/ч, а посадочная скорость 200 км/ч, что снабжает самолету с крылом с изменяемой геометрией универсальность применения как в ВВС, так и в морской авиации.

Повышение подъёмной силы обеспечивалось двойными щелевыми и предкрылками закрылками, имевшими отклонение и большой размах. Эти элементы механизации консолей крыла приводились в воздействие соответствующими гидроцилиндрами. Закрылки отклонялись вниз по внутренним профилированным направляющим, не оставляя никаких видимых следов ни на нижней, ни на верхней поверхности консоли, что для самолета с крылом с изменяемой геометрии было крайне важно.

Предкрылки имели два положения, одно из которых — «полуклюв» (demi-bec) должно было разрешить повысить маневренность в сражении.

Управление полетом

Разворот самолета обеспечивался отклонением интерцепторов, установленных на консолях крыла, и дифференциальным отклонением стабилизаторов. Аэродинамические тормоза складывались из четырех элементов, изготовленных из литого магния, были размещены в задней части фюзеляжа по два на верхней и нижней сторонах. Эти тормоза снабжали падение скорости, в особенности на сверхзвуке, не вызывая наряду с этим какого-либо трансформации положения самолета.

Шасси

Главные стойки шасси, конструкции компании Messier, были спроектированы так, дабы высвободить нижнюю часть фюзеляжа для размещения бок о бок либо тандемом бомб либо подвесных топливных баков. Главные стойки шасси оснащались спаренными колесами умеренного давления (6 кг). Передняя стойка шасси в ходе уборки складывалась, что разрешало избежать долгой ниши, расположенной под фюзеляжем.

Топливная совокупность

Топливные баки, рассчитанные на загрузку 4800 кг керосина, размещены в крыле и фюзеляже. Топливные баки были не мягкими резиновыми, а кессонными.

Формула успеха аэродинамики. большое приключение «миражей» с изменяемой геометрией крыла часть 2 эпизод 2
схемы Mirage G; июнь 1969 года

предкрылки и закрылки снабжали экспериментальному самолету Mirage G увеличение подъемной силы на малых скоростях. Посадка экспериментального самолета Mirage G происходит на меньшей скорости и с меньшим пробегом, чем у истребителя Mirage III

10 января 1969 года Жан-Франсуа Казобьель (на заднем сиденье) – с 1960 по 1987 год начальник летных опробований компании Dassault – выполнил полет на экспериментальном самолете Mirage G; пилотом был Жан Куру

в течении собственной карьеры Mirage G всегда улучшался. Его совокупность управления полетом была улучшена, а складывание консолей стало стремительнее

Mirage G был представлен на 1969 году на авиасалоне в Ле-Бурже. На заднем замысле легкие истребители Gnat из английской демонстрационной авиагруппы Red Arrows. Обратите внимание, что перед воздухозаборником экспериментального самолета Mirage G был нарисован красный сатана — эмблема эскадрильи SPA 160, в которой служил Жан Куру

в апреле 1970 года Mirage G выполнил пара полетов с размещенными под крылом подвесными топливными баками. Но на протяжении этих полетов консоли крыла не складывались

в конечном счете Mirage G остался самолетом-демонстратором разработок

ГЛАВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ MIRAGE G

Протяженность: 16,8 м
Размах крыла: от 7 до 13 м
Площадь крыла: 25 м?
Масса безлюдного: 9985 кг
Масса большая: 18 000 кг
Большая скорость на уровне почвы: M=1,2
Большая скорость на высоте: M=2,2
Силовая установка: 1 ? турбореактивный двигатель TF306C, развивавший большую тягу 5215 кг и тягу на форсаже 9150 кг

  • 6 DTCA, notes sur les GV francais monoreacteurs 1963-1971.
  • 7 относительная толщина крыла – это отношение высоты профиля к его длине
  • 8 удлинение крыла есть безразмерным коэффициентом, взятым делением квадрата размаха крыла на его площадь. При равенства площадей громадным удлинением владеет крыло с громадным размахом
  • 9 Jean Cabriere, Revue Defense Nationale, juin 1969, p. 1005

источник: Claude Carlier «Une formule aerodynamique gagnante. La grande aventure des «Mirage» a geometrie variable» «Le Fana de l’Aviation» 2014-08

4 Самолёт с крылом изменяемой стреловидности С 22И

Увлекательные записи:

Похожие статьи, которые вам, наверника будут интересны: