Проект сверхзвукового экспериментального самолета miles m.52. великобритания

Как уже упоминалось ранее, к октябрю 1943 года министру авиации не удалось отыскать технические обоснования для отказа от проекта X.11 — практически один из сотрудников этого ведомства признал, что на бумаге X.11 был, непременно, самым перспективным из трех рассмотренных проектов. Однако, уже было решено заключить сделку с Bristol Aeroplane Company и в поиске оснований для отклонения предложения компании Miles не ожидалось никаких трудностей.

Но министр, не обращая внимания на это довольно легкое бумажное упражнение, был в положении, в то время, когда нереально по техническим обстоятельствам отказаться от проекта, довольно которого им же были взяты на себя обязательство справедливо оценить его технические показатели. Проекта, что, практически, был отвергнут тем человеком, заботам которого он был поручен. Исходя из этого инспектор НИОКР (Controller of Research and Development) был должен принять это позицию, сообщив Ф. Дж.

Майлзу, что нравится ему либо нет, но X.11 не будет заказан. Фредерик Майлз осознал, что бороться против этого решения ему придется только апеллируя к обещанию помощи, которое министром так и не было выполнено.

Дабы решить проблему, министр, в то время уже совсем отказавшийся от X.11, пригласил Майлза, обеспечивая его компании замену X.11 на проект, что, по описаниям, имел первостепенное значение – и это не было преувеличением. Практически это был самый амбициозный и перспективный проект в истории воздухоплавания, потребовавший создания и разработки летательного аппарата, что должен был стать первым в мире сверхзвуковым самолетом.

В те годы предельная скорость, достигаемая самолетами в пикировании, в первый раз начинала приближаться к звуковому диапазону. Spitfire, принадлежавший Королевскому авиационному НИИ (Royal Aircraft Establishment – RAE), разогнался в пикировании до скорости М=0,9, а с возникновением реактивных и ракетных двигателей стало ясно, что в течение нескольких лет в полной мере вероятно превышение и достижение скорости звука. Но на пути к этим достижениям было совсем ясно, что конструкторы столкнутся с множеством связанных с сжимаемостью воздуха неприятностей, каковые должны были быть разрешены.

Первой из них было большое повышение сопротивления при приближении к скорости звука в сочетании с тем фактом, что реактивные двигатели тех лет развивали через чур малую тягу. После этого направляться отметить уменьшение подъемной силы и смещение центра давления, потребовавшее нагрузок на управляющие поверхности в много раз громадных, чем те, каковые были нужны при простых скоростях.

Снова же, возрастала неэффективность шарнирных поверхностей управления, таких как рули высоты, и оставалась неприятность получения реактивного двигателя с тягой, достаточной с целью достижения скорости звука. Наконец, существовала неприятность обеспечения пилота средствами спасения при покидании им самолета при чрезвычайной обстановке на скоростях родных к звуковым.

Эти и многие другие неприятности были обрисованы Майлзом, в то время, когда за письмом инспектора НИОКР он был приглашен посетить начальника научно-исследовательского управления (Director of Scientific Research) мистера (позднее сэра Бена) Локспайсера (Mr [later Sir Ben] Lockspeiser). В мгновение ока споры около X.11 были забыты, и большой новый вызов был с готовностью принят.

Локспайсер заявил, что производство и проектирование силовой установки будет проходить под управлением групп-капитана (полковника авиации) (позднее айр-коммодора сэра Фрэнка) Уиттла (Group Captain [later Air Commodore Sir Frank] Whittle) и его команды из Power Jets ЛТД. Так, между двумя командами, важными за планер и силовую установку, нужно было наладить самое тесное сотрудничество. Наконец, масштабы задачи были выяснены — спецификация E.24/43 потребовала экспериментальный самолет, способный на высоте 36 000 футов (10 973 м) развить скорость 1000 миль/ч (1609 км/ч), тогда как еще ни один самолет в горизонтальном полете не развивал скорость 500 миль/ч (805 км/ч).

С началом работ проект столкнулся с множеством неприятностей; более того, он вступил в область, о которой фактически не было дешёвых данных. Излишне сказать, что целый проект был отнесен к категории «совсем секретно» («Top Secret»), и самое тщательное внимание было уделено тому, что лишь минимум лиц знал о его существовании, не говоря уже о его подробностях. Первоначально, в курсе было всего шесть человек: Ф.Дж. и Дж.Х. Майлзы (F.G. and G.H. Miles), основной эксперт по аэродинамике Д.С. Бэнкрофт (D.S.

Bancroft), основной эксперт по прочности Х.С. Уилкинсон (H.S. Wilkinson), ведущий инженер проекта Л.К. Хил (L.C.

Heal) и создатель (Дон Л. Браун).

Проект сверхзвукового экспериментального самолета miles m.52. великобритания
Схема проекта экспериментального самолета M.52

С самого начала стало ясно, что с низкой тягой дешёвых тогда двигателей скорость звука будет достижима лишь небольшим самолетом с ромбовидным крылом либо с двояковыпуклым крылом, профиль которого был уже любого из крыльев, каковые до этого были выстроены либо летали. Для таких крыльев отсутствовали информацию об их поведении в настоящих условиях полёта.

Исходя из этого, перед тем как выяснить нужную площадь крыла M.52, необходимо хватало совершенно верно знать коэффициенты подъемной силы выбранных для его крыла профилей. Для решения данной неприятности было решено воспользоваться самолетом Falcon, что в связи с опытами с профилями Пирси (Piercy) имел семь наборов крыльев. Из дерева была сделана полноразмерная модель предложенного для M.52 крыла; она была установлена на фюзеляж Falcon-а и испытана в полете.

Крыло было двояковыпуклым с острой передней кромкой, в следствии чего самолет был известен как «Gillette Falcon». Относительная толщина крыла была меньше, чем у всех созданных ранее, и составляла 7,5% у корня и 4,9% у законцовок. Это, со своей стороны, привело к необходимости в установке прикрепленного к фюзеляжу нового узкоколейного шасси.

Разместить закрылки на крыле таковой толщины было, само собой разумеется, нереально, и неприятность была в том, дабы достаточно уменьшить площадь с целью достижения скорости звука и наряду с этим сохранения посадочной скорости в разумных пределах. В итоге, для посадочной скорости была принята величина 160 миль/ч (257 км/ч), что было существенно выше, чем возможно было бы захотеть самолету, оснащенному шасси с весьма узкой колеей (в те годы посадочная скорость в момент касания ВПП у самолетов с широкой колеей шасси редко превышала величину в 100 миль/ч [161 км/ч]).

Miles «Gillette Falcon» с полномасштабными древесными консолями крыла, предложенными для сверхзвукового проекта M.52 (Miles Aircraft)

Большой замысел предназначенного для M.52 крыла «Gillette Falcon» (Miles Aircraft)

Следующей проблемой было удержание площади поперечного сечения фюзеляжа на максимально низком уровне. Разумеется, что он должен был быть не меньше 3 футов 6 дюймов (1,07 м) в диаметре, потому, что как раз таким был диаметр двигателя Power Jets W.2/700. Однако, во внимание должен был быть принят последовательность качеств. Во-первых, размеры пилота; во-вторых, установка воздухозаборника, и в-третьих, запас горючего.

В весьма узком крыле, которое для обеспечения прочности конструкции должно было быть практически целым, было нереально разместить топливные баки, и исходя из этого горючее должно пребывать в фюзеляже. Пилот должен был размещаться в носу самолета, а двигатель в его средней части чтобы он был вблизи центра тяжести автомобили. Но это место было нужно для размещения горючего, потому, что при его потреблении направляться избегать трансформаций центровки.

Казалось, что второй альтернативы нет, как поместить горючее в размещенном около двигателя кольцевом топливном баке, не смотря на то, что это заставило расширить диаметр фюзеляжа до 5 футов (1,52 м). Исходя из этого было решено разместить пилота в маленькой конической капсуле в носу самолета, имевшей меньший диаметр, чем фюзеляж, и разрешившей разместить кольцевой воздухозаборник конкретно у кормовой ее части. Эта капсула была далека от совершенной, но снова же это решение должно было быть принято.

Диаметр капсулы был так мелок, что пилот должен был сидеть в положении полулежа и наблюдать через изогнутое и сужающееся ветровое стекло (угол обзора приближался к 180°) — практически его линия видимости была практически параллельна линии ветрового стекла. Для управления самолетом пилот должен был применять миниатюрную ручку управления, а его ноги были установлены на педали на одном уровне с плечами.

Между ног пилота должно было размещаться носовое колесо убирающегося трехколесного шасси. Трое из нас были пилотами, и скорость касания и компоновка кабины ВПП представлялись нам не весьма успешными ответами, но другого выхода не было.

Модель M.52 для опробований в аэродинамической трубе (Miles Aircraft)

Снятая с другого ракурса модель M.52 для опробований в аэродинамической трубе (Miles Aircraft)

Создатель желал, дабы самолет запускался в воздухе с бомбардировщика, а не применял собственный двигатель для набора и взлёта высоты 36 000 футов (10 973 м). Данное ответ значительно сократило бы количество носимого горючего и устранило бы необходимость шасси, ограничившись лишь полозом. К сожалению, мое предложение поддержано не было.

Элементы управления должны были быть механическими и необратимыми; вместо простых шарнирных рулей и стабилизатора высоты был нужен цельноповоротный стабилизатор. Сейчас цельноповоротный стабилизатор есть простой практикой, но в первой половине 40-ых годов двадцатого века о них было мало что известно, потому, что необходимости в аналогичных технических ответах не наблюдалось.

Следующим встал вопрос о предоставлении пилоту аварийных средств спасения, поскольку было разумеется, что совершать парашютные прыжки на скорости 1000 миль/ч (1609 км/ч) нереально. Было разумеется, что нужны кое-какие формы механического выброса с адекватной защитой впредь до скоростей, при которых пилот имел возможность безопасно воспользоваться парашютом. Было решено отсоединять полностью капсулу.

Это должно было быть осуществлено методом включения зарядов пороха в элементы соединения капсулы с фюзеляжем. В чрезвычайной ситуации эти заряды должны были сработать и отделить капсулу от фюзеляжа. В задней части капсулы должен был быть размещен парашют. При отделения капсулы от самолета парашют должен был раскрыться.

По окончании некоего времени капсула должна была замедлиться и перейти в свободное падение, по окончании чего пилот имел возможность покинуть ее в простом порядке.

Макет капсулы пилота сверхзвукового проекта Miles M.52 (Miles Aircraft)

Не смотря на то, что эти неприятности планера были решены, команда двигателистов Фрэнка Уиттла изучила средства обеспечения тяги, нужной с целью достижения сверхзвуковых скоростей. Их последний двигатель W.2/700 на уровне моря создавал статическую тягу 2000 фунтов (907 кг) и, само собой разумеется, намного меньше на высоте 36 000 футов (10 973 м). Данной тяги было категорически не хватает, и исходя из этого должно было быть отыскано средство существенно расширить данный показатель.

Было решено установить форсажную камеру, складывающуюся из вентилятора и изготовленную интегрально с турбиной. Дожигание в реактивном сопле связано со большим повышением массового расхода двигателя. Было вычислено, что на высоте 36 000 футов (10 973 м) и скорости 500 миль/ч (805 км/ч) увеличение суммарной тяги с 1620 фунтов (735 кг) до 4100 фунтов (1860 кг) приведет к повышению скорости до 1000 миль/ч (1609 км/ч), т.е. сверхзвуковая скорость возможно достигнута.

Рисунок экспериментального самолета M.52, оснащенного капсулой пилота (S. E. Porter)

Работа шла неуклонно вперед, и две команды очертя голову трудились в единстве и тесном сотрудничестве над неповторимой задачей. Было совершено пара посещений компании Gloster Aircraft Company и аэропортов, где в строжайшей тайне летали первые реактивные самолеты — Барфорд-Сент-Джон (Barford St John); Энджхилл (Edgehill), Банбери (Banbury); Мортон-Валенс (Moreton Vallence) неподалеку от Глостера (Gloucester) и, само собой разумеется, базу Королевских ВВС в Фарнборо. По мере продвижения работ, Джордж Майлз назначил Уолтера Дж.

Капли (уже упоминавшегося в связи с работами по M.18 и M.20) важным за работу ведущим инженером проекта. В то время в компании Уолтер был менеджером технического обслуживания и отдела ремонта (Repair and Service Department). Кроме того, что Капли был компетентным прочнистом и умелым пилотом, он еще был человеком огромных энергии, решительности и напористости.

Одна за одной неприятности брались и решались, и к началу 1946 года проектные работы были фактически закончены. Материалы для трех прототипов были заказаны и доставлены; первый прототип был наполовину закончен и планировалось, что он полетит к Июню. Кроме этого были предложены улучшенные предположения, оснащенные развивавшим 6500 фунтов (2948 кг) тяги двигателем Rolls-Royce A.J.65 (позднее стал известен как Avon) и ракетным двигателем, являвшимся развитием германского мотора.

Но к этому времени война была закончена, и был взят доступ к расположенным в Фолькенроде (Volkenrode), рядом от Брюнсвика, германским научно-исследовательским учреждениям. Среди многих увлекательных открытий было то, что немцы дали высокую оценку стреловидности крыла как средству задержки начала сжимаемости на громадных дозвуковых скоростях.

В Британии важность этого открытия не полностью была оценена ни авиационной индустрией, ни национальными научно-исследовательскими учреждениями. В то время, когда германские эти стали дешёвыми, в Министерстве была высказана озабоченность, не в последнюю очередь со стороны отдела научных изучений (Department of Scientific Research) и управления технических разработок (Directorate of Technical Development).

Было приказано срочно отменить все проекты скоростных самолетов, каковые не были оснащены стреловидными крыльями. В палате общин категорически запрещалось поднимать вопросы о том, из-за чего отечественные ученые не смогли оценить значение стреловидности либо из-за чего большие суммы национальных денег были израсходованы на самолеты, каковые не воплотили в себе эту новейшую помощь в увеличении черт, в особенности в то время, в то время, когда Казначейство занесло над армейскими программами топор экономии.

Так, на фоне панических аннулирований программа M.52 была включена в перечень сокращений. Зря его команда и Майлз отмечали, что потому, что самолет был запланирован на сверхзвуковые скорости, то средства задержки начала сжимаемости при громадных дозвуковых скоростях не имеют значения. Но в феврале 1946 года по окончании двух лет концентрированной и самоотверженной работы двух команд проект был отменён вместе с более чем ?100 000 налогоплательщеков.

Самое печальное то, что с данной отменой Англия отказалась от чести стать первой страной, достигшей сверхзвуковой скорости. Вместо этого в следующем году – 14 октября 1947 года – сверхзвуковая скорость была достигнута майором Чальзом Э. Егером (Major Charles E. Yeager) на выстроенном американской компанией Bell ракетном самолете X.1. По требованию министра ее конструкторы и инженеры имели доступ ко всем чертежам, расчетам и проектным данным M.52.

Помимо этого, Bell X.1 кроме этого не имел стреловидного крыла.

Полномасштабный макет сверхзвукового самолета Miles M.52

Тем временем Министерство должно было сделать вывод, что поведать общественности довольно данной неожиданной отмены. Оправдание пребывало в том, что проект M.52 был рискованным и углубившимся в малоизвестное и что было бы несправедливым по отношению к пилотам заставлять их рисковать. Как следствие, было решено продолжить изучения посредством беспилотных моделей с реактивной силовой установкой.

Это объяснение игнорировало тот факт, что связанные с M.52 риски только ненамного (либо чуть больше) превышали уровень рисков, принятый в простых исследовательских и испытательных полетах. Летная программа M.52 была запланирована в три этапа. Во-первых, тщательное и систематическое изучение черт управляемости M.52 при обычных скоростях, к примеру эквивалентная воздушная скорость до 300 миль/ч (483 км/ч) на высоте 36 000 футов (10 973 м).

Для этого не требовалось применять форсаж и трансформации балансировки, которые связаны с трансзвуковыми скоростями. Во-вторых, планировалось применение дожигания и постепенное с малыми приращениями повышение скорости, пока не будет достигнута скорость звука. В-третьих, пикирование на полной мощности со сверхзвуковой скоростью с высоты 50 000 футов (15 240 м) до 36 000 футов (10 973 м), на которой должна была быть достигнута скорость, соответствующая подлинной воздушной скорости 1000 миль/ч (1609 км/ч).

Но в связи с расторжением соглашения программа опробований имела уже чисто отвлечённый интерес.

С компанией Vickers был заключён сделку на постройку модели M.52 в масштабе 3:10, известной как A.1 и оснащенной ракетным двигателем разработки RAE. Модель должна была быть оснащена двухосевым радиотелеметрическим оборудованием и автопилотом, дабы возможно было проследить траекторию ее полета и измерить характеристики.

Мысль заключалась в том, что эта модель с размахом 8 футов (2,44 м) должна быть установлена в бомбоотсек Mosquito и выпускаться на высоте 30 000 футов (9144 м) в направлении на запад в сторону Атлантического океана. Траектория полета должна была отслеживаться посредством радара, и, так, были бы выяснены ее характеристики. По окончании передачи этих данных, средства управления автопилота модели загрузили бы ее в Атлантический океан. Первый полет модели состоялся 30 мая 1947 года.

На высоте 20 000 футов (6096 м) самолет-носитель Mosquito вошел в грозовое облако и столкнулся с таковой сильной турбулентностью, что пилот утратил управление. Самолет спустился на 14 000 футов (4267 м), и на высоте 6000 футов (1829 м) управление было восстановлено, но модель, несшая целый оборудования прототипа и комплект приборов, больше не была на месте, скрывшись под водами Бристольского канала. Четыре месяца спустя, 8 октября 1947 года была сделана вторая попытка.

Вчера вечером модель А.2 заправляли горючим, и в камере сгорания была обнаружена утечка пероксида, потребовавшая страшных, но нужных и появлявшихся успешными, мер по исправлению положения. Но в то время, когда A.2 была выпущена на высоте 35 000 футов (10 668 м) к западу от мыса Лендс Энд (Land’s End — мыс на юго-западной оконечности полуострова Корнуолл [Cornwall]; крайняя юго-западная точка острова Англии), модель медлительно перевернулась на пояснице.

Через 15 секунд по окончании запуска должен был включиться ракетный двигатель, но этого не случилось. Четыре с половиной секунды спустя с самолета сопровождения Meteor было сказано о исчезновении и взрыве А.2 в облаке. Зафиксированный радаром путь A.2 приблизительно соответствовал траектории свободнопадающей бомбы.

Оснащенная ракетным двигателем М.52 была подвешена под de Havilland Mosquito (Air Ministry)

Перед исполнением следующего полета было решено разумным совершить стартовые опробования ракетного двигателя. Верного функционирования удалось добиться на высоте 25 000 футов (7620 м), но в то время, когда 9 июня 1948 года на высоте 35 000 футов (10 668 м) было выполнено повторное опробование, то случился взрыв, мощности которого хватало, дабы оторвать большой кусок задней части фюзеляжа самолета-носителя.

Неприятность была устранена установкой факельного зажигания (torch igniter), и четыре месяца спустя – 9 октября 1948 года A.3 была выпущена с Mosquito на высоте 35 000 футов (10 668 м) и на скорости М=0,5. Через шесть секунд по окончании запуска двигатель включился, и A.3 начал плавный комплект скорости без каких-либо показателей неустойчивости (одна из официальных обстоятельств отказа от M.52). Ракета трудилась около 60 секунд, и спустя 62 секунды по окончании выпуска была достигнута большая скорость М=1,4.

По окончании того как двигатель остановился, A.3 продолжила перемещение по курсу и в то время, когда прошло 2 60 секунд по окончании выпуска, руководившие углом атаки стабилизатора приводы автопилота отклонили его на ¼. Этого было совсем не хватает для перевода в пикирование, и A.3 счастливо улетела в западном направлении. Спустя восемь мин. и на дальности около 70 миль (113 км) с A.3 была утрачена связь, и осталось малоизвестным, как на большом растоянии модель M.52 продвинулась в собственном полете по направлению к Соединенным Штатам.

Но реально серьёзным остается тот факт, что правильность концепции M.52 была, наконец, неопровержимо доказана.

Первым английским самолетом, что 11 августа 1954 года в горизонтальном полете превысил скорость звука, был прототип экспериментального самолета English Electric P.1A, WG760. Первым реактивным самолетом, что достиг скорости, на которую рассчитывался M.52, был Fairey Delta F.D.2, что 10 марта 1956 года установил всемирный рекорд, развив на высоте 38 000 футов (11 582 м) скорость 1132 миль/ч (1821 км/ч).

Десять лет должны было пройти, перед тем как отмена M.52 была официально признана неточностью. 20 октября 1956 года, обращаясь в Сент-Леонардсе (St Leonards), графство Сассекс, к молодым консерваторам, тогдашний министр снабжения Реджиналд Модлинг (Reginald Maudling) заявил:

«Мы утратили годы в развитии, в то время, когда по окончании войны действующее правительство отказалось продолжить программу пилотируемых сверхзвуковых полетов. Это отставание весьма тяжело нагнать».

ЛЕТНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Тип: Miles M.52

Назначение: экспериментальный самолет

Статус: проект

Силовая установка: Power Jets W.2/700 с форсажной дожиганием и камерой горючего

Размеры:

размах крыла 27 фт 0 дйм (8,23 м)
протяженность 28 фт 7 дйм (8,71 м)
площадь крыла (с двояковыпуклым профилем) 143 фт? (13,3 м?)
относительное удлинение 5,1
относительная толщина крыла
у корня 7,5%
у законцовок 4,9%
диаметр фюзеляжа 5 фт 0 дйм (1,52 м)

Анализ веса:

крыло 1162 фнт (527 кг)
фюзеляж 1134 фнт (514 кг)
хвостовое оперение 455 фнт (206 кг)
средства управления 150 фнт (68 кг)
топливный бак 175 фнт (79 кг)
силовая установка 1940 фнт (880 кг)
пилот 200 фнт (91 кг)
оборудование 468 фнт (212 кг)
неспециализированный полетный 7710 фнт (3497 кг)
удельная нагрузка на крыло 52 фнт/фт? (254 кг/м?)

Летные характеристики:

большая скорость
без форсажной камеры на высоте 30 000 футов (9144 м) 585 миль/ч (941 км/ч)
с форсажной камерой на уровне моря 705 миль/ч (1134 км/ч)
на высоте 36 000 футов (10 973 м) по окончании пикирования с высоты 50 000 футов (15 240 м) 1000 миль/ч (1609 км/ч)
лучшая скорость для скороподъемности 600 миль/ч (965 км/ч)
расстояние для комплекты высоты 50 футов (15,24 м) 4560 фт (1390 м)

Miles M.52

Bell X.1

Размеры:

размах крыла

27 фт 0 дйм (8,23 м)

28 фт 0 дйм (8,53 м)

протяженность

28 фт 7 дйм (8,71 м)

31 фт 0 дйм (9,45 м)

Неспециализированный полетный вес

7710 фнт (3497 кг)

13400 фнт (6078 кг)

Силовая установка:

тип

турбореактивный двигатель

ракетный двигатель с четырьмя камерами сгорания

марка

Power Jets W.2/700

Reaction Motors

статическая тяга на уровне моря

2000 фнт (907 кг)

6000 фнт (2722 кг)

способ взлета

личная мощность

сброс в воздухе

Первый сверхзвуковой полет

Всемирный рекорд скорости того времени

Дата

14 октября 1947 года

25 августа 1947 года

Самолет

Bell X.1

Douglas Skystreak

Пилот

майор Чак Егер

майор Марион Карл

Скорость

670 миль/ч (1078 км/ч)

650,6 миль/ч (1046,82 км/ч)

Высота

42 000 футов (12 802 м)

низкие высоты

направляться подчернуть, что в первом сверхзвуковом полете была достигнута скорость только на 20 миль/ч больше тогдашнего рекорда, и что Bell X.1 был скинут на высоте с самолета-носителя

источник: DON L. BROWN Miles Aircraft since 1925, с. 268–278

The Miles M 52 Gateway to Supersonic Flight Book

Увлекательные записи:

Похожие статьи, которые вам, наверника будут интересны: