"جسم الطائرة الطائر" شركة Northrop M2-F2 و HL-10
بناءً على الدراسات النظرية في أوائل الخمسينيات من القرن الماضي ، تم التعرف على مخروط الأنف الحاد باعتباره الشكل الأمثل لرأس الصواريخ الباليستية الواعدة. عند دخول الغلاف الجوي ، فإن موجة الصدمة المنفصلة التي تحدث أمام مركبة بها رأس حربي تقلل بشكل كبير الأحمال الحرارية وتجعل من الممكن زيادة كتلة الرأس الحربي عن طريق تقليل سمك طبقات الحماية من الحرارة.
وجد المتخصصون في NACA الذين شاركوا في هذه الدراسات أن هذا الاعتماد محفوظ أيضًا لأشباه الأقماع. لقد كشفت أيضًا عن ميزة أخرى: في التدفق فوق الصوتي ، يؤدي الاختلاف في ضغط التدفق على الأسطح العلوية والسفلية إلى إنشاء قوة رفع ، مما يزيد بشكل كبير من قدرة الطائرة على المناورة عند خروج المدار.
الأجهزة ذات الجسم الداعم (حصل هذا المخطط على مثل هذا الاسم) من حيث خصائص التخطيط الخاصة بها تحتل موقعًا وسيطًا بين الكبسولات الباليستية والطائرات المدارية. بالإضافة إلى ذلك ، يتطلب استخدام كبسولات الهبوط في المركبات الفضائية المأهولة تكاليف إطلاق وعودة كبيرة. تشمل مزايا "العلب الحاملة" الإتقان العالي في التصميم ، وإمكانية إعادة الاستخدام ، وانخفاض تكاليف التطوير مقارنةً بمؤتمرات الفيديو التقليدية ، وما إلى ذلك.
أخصائيو المختبر أميس (المشار إليها فيما يلي بمركز أميس) ، تم حساب نموذج الجهاز على شكل نصف مخروطي غير حاد مع سطح علوي مسطح. من أجل ثبات الاتجاه ، كان من المفترض استخدام زعنفتين رأسيتين تكملان ملامح جسم الطائرة. أعطيت المركبة الفضائية التي تم إرجاعها من هذا التكوين اسم M2.
أجريت دراسات مماثلة في مركز لانجلي. قام الموظفون بحساب العديد من المخططات لعقد المؤتمرات عبر الفيديو مع هيئة حاملة. كان أكثرها واعدًا هو مشروع HL-10 ("Horizontal Landing" ؛ 10 هو الرقم التسلسلي للنموذج المقترح). كان لدى HL-10 سطح علوي مستدير تقريبًا وسط السفينة بثلاثة عارضات ، قاع مسطح منحني قليلاً.
بالنظر إلى الخصائص العالية للأجهزة ، نظرت وكالة ناسا مع القوات الجوية في عام 1961 في مقترحات لاستخدامها في البرنامج القمري لعودة رواد الفضاء. ومع ذلك ، لم يتم قبول المشاريع. على الرغم من انخفاض التمويل للمشاريع التجريبية ، استمرت هذه الأعمال بفضل جهود المتحمسين. قام أحد مصممي الطائرات بعمل نموذج مصغر للجهاز وأجرى اختبارات الرمي. لقد أتاح التقدم الحقيقي عرض سجلات الاختبار لإدارة مركزي درايدن وأميس. خصص الأول 10000 دولار من الأموال الاحتياطية لتصنيع جهاز كامل النطاق ، ووافق الثاني على إجراء اختبارات الديناميكية الهوائية. تم منح الجهاز التعيين M2-F1.
تم صنع النموذج الذي يبلغ طوله ستة أمتار من أنابيب الألومنيوم (هيكل الطاقة) والخشب الرقائقي (الهيكل). تم تركيب زوج من الارتفاعات على الحافة العلوية لقسم الذيل. تم تجهيز عوارض الألمنيوم الخارجية بدفات. جعلت نتائج التطهير الجيدة من الممكن بدء اختبارات سيارات الأجرة. لكن عدم وجود وسيلة مناسبة لرفع تردد التشغيل أجبر على شراء سيارة بونتياك بمحرك قسري ، مما يوفر تسارعًا من طراز 450 كجم إلى 160-195 كم / ساعة. كانت أدوات التحكم ذات كفاءة منخفضة ولم توفر الثبات المطلوب للمنتج. تم حل المشكلة عن طريق التخلي عن العارضة المركزية وتحسين أسطح التحكم.
في عدد من الأشواط ، ارتفع النموذج فوق الأرض إلى ارتفاع 6 أمتار ، وقد سمح نجاح الاختبارات للمشاركين في المشروع بإقناع مدير مركز درايدن بفك الجهاز للتخطيط الذاتي من السيارة. بعد ذلك ، بدأت اختبارات الرمي للنموذج ، وتم سحب الجهاز بواسطة طائرة S-47 على ارتفاع 3-4 كم. تمت أول رحلة بطائرة شراعية في 16 أغسطس 1963. بشكل عام ، أظهر M2-F1 ثباتًا وتعاملًا جيدًا.
جعلت الرحلة المذهلة للجهاز الجديد ، فضلاً عن التكلفة المنخفضة للعمل المنجز ، من الممكن توسيع العمل في هذا الموضوع.
في منتصف عام 1964 ، وقعت وكالة الفضاء الأمريكية ناسا اتفاقية مع شركة نورثروب لبناء مركبتين بدون أجنحة وقابلة لإعادة الاستخدام من المعدن بالكامل مع جسم يحمل حمولة. أعطيت المركبات الجديدة التعيينات HL-10 و M2-F2 ، والتي اختلفت في ملف تعريف الجسم الداعم.
في المظهر ، كرر M2-F2 أساسًا M2-F1: تم تجهيز نصف مخروطي ذو سطح علوي مسطح بزوج من العارضتين الرأسيتين بدون ارتفاعات خارجية ، ويمكن استخدام الدفات كرفرف فرامل. لتوسيع المنظر ، تم تحريك قمرة القيادة للأمام ، وكان إصبع القدم مزججًا. لتقليل السحب وتحسين ظروف التدفق ، تم إطالة جسم النموذج إلى حد ما. في قسم الذيل من M2-F2 ، تم وضع درع بطني للتحكم في درجة الصوت ، وتم الانتهاء من السطح العلوي للبدن بواسطة زوج من الدروع XNUMX ، والتي وفرت التحكم في لفة في الطور المضاد.
كان جسم Northrop HL-10 نصف مخروط مقلوب مع جسم علوي مستدير وقاع مسطح. بالإضافة إلى ذلك ، كان هناك عارضة مركزية. في قسم الذيل ، تم تركيب ارتفاعين شبه منحرفين مع دروع صغيرة. تم تركيب ألواح الموازنة على العارضة الخارجية ، وتم تركيب دفة مقسمة على العارضة المركزية. تم استخدام لوحات الموازنة والدروع الإحدى عشرة لتحقيق الاستقرار فقط أثناء الطيران العابر والأسرع من الصوت. أثناء الانزلاق بعد الجزء النشط عند M = 0,6-0,8 ، تم تثبيتها لتجنب حدوث انخفاض حاد في نسبة الرفع إلى السحب أثناء الهبوط. كانت سرعة الهبوط المقدرة حوالي 360 كم / ساعة.
نظرًا لأن الطائرات الصاروخية تم تطويرها في ظل قيود مالية شديدة إلى حد ما ، لتوفير المال ، فقد تم تجهيز المركبات بمكونات وعناصر جاهزة: تم أخذ معدات الهبوط الرئيسية من مقاتلة F-5 ، ومقعد طرد من مقاتلة F-106 ، والدعم الأمامي من طائرة T-39.
كانت أجهزة الطائرة بسيطة أيضًا - خلال الرحلات الأولى لم يكن لديهم حتى أجهزة استشعار الموقع المكاني. أدوات القياس الرئيسية هي مستشعرات التسارع ومقياس الارتفاع والسرعة والانزلاق وزاوية الهجوم.
تم تجهيز كلا الجهازين بمحرك XLR-11 (قوة دفع 3,6 طن) ، والذي تم استخدامه لفترة قصيرة على متن طائرة X-15. لزيادة نطاق الرحلة أثناء الهبوط الاضطراري على M2-F2 و HL-10 ، تم تركيب محركات الصواريخ السائلة المساعدة التي تعمل على بيروكسيد الهيدروجين.
تمتلئ خزانات الوقود الخاصة بالنماذج أثناء اختبارات الرمي بالمياه التي تزن 1,81 طن.
في 12 يوليو 1966 ، تمت أول رحلة طيران من طراز M2-F2. تم فصل النموذج الذي يزن 2,67 طن عن B-52 على ارتفاع 13500 متر بسرعة M = 0,6 (697 كم / ساعة). كانت مدة الرحلة الذاتية 3 دقائق و 37 ثانية. في 10 مايو 1967 ، حدث هبوط اضطراري. كان سبب فقدان السيطرة هو "الخطوة الهولندية" ، حيث كانت زاوية التدحرج 140 درجة.
تقرر استعادة الجهاز المتهالك ، بعد الانتهاء من التصميم. لضمان الاستقرار الجانبي ، قام النموذج ، الذي حصل على التعيين M2-F3 ، بتثبيت عارضة مركزية وكتل نظام التحكم في المحرك النفاث.
تم استئناف اختبارات الرمي في يونيو 1970. بعد ستة أشهر ، تمت الرحلة الأولى باستخدام محرك صاروخي سائل. في المرحلة الأخيرة من الاختبار ، التي انتهت في عام 1972 ، تم استخدام M2-F3 لحل العديد من المهام المساعدة ، بما في ذلك تطوير نظام التحكم عن بعد كجزء من برنامج مكوك الفضاء. تم تقييم خصائص الطيران للنموذج أيضًا في ظروف الطيران على ارتفاع وسرعة قصوى.
في ديسمبر 1966 ، بدأت اختبارات السقوط لجهاز HL-10. تم استخدام B-52 أيضًا لهم. كانت الرحلة الأولى المستقلة معقدة بسبب مشاكل خطيرة - كانت القدرة على التحكم في الاتجاه العرضي غير مرضية للغاية ، وانخفضت كفاءة الارتفاعات بشكل حاد أثناء المنعطفات. تم التخلص من العيب من خلال تحسين كبير في العارضة الخارجية ، والتي شكلت التدفق فوق أسطح التحكم.
في ربيع عام 1968 ، واصلت شركة نورثروب HL-10 التخطيط للرحلات الجوية. تم الإطلاق الأول لمحرك صاروخي سائل في أكتوبر 1968.
تم استخدام HL-10 أيضًا لصالح مكوك الفضاء. تم تخصيص آخر رحلتين للجهاز ، تم إجراؤهما في صيف عام 1970 ، لممارسة الهبوط مع تشغيل محطة الطاقة. تحقيقا لهذه الغاية ، تم استبدال XLR-11 بثلاثة محركات صاروخية تعمل بالوقود السائل ببيروكسيد الهيدروجين.
اعتبرت التجربة بشكل عام ناجحة - قللت المحركات التي عملت أثناء الهبوط زاوية مسار الانزلاق من 18 إلى 6 درجات. ومع ذلك ، أشار طيار الجهاز إلى أنه على الرغم من تشغيل التوجيه الأرضي ، كانت هناك بعض الصعوبات في تحديد لحظة تشغيل محركات الصاروخ.
خلال فترة الاختبار بأكملها ، أكملت HL-10 37 عملية إطلاق. في الوقت نفسه ، حدد النموذج ارتفاعًا قياسيًا للرحلة (27,5 كم) وسرعة (M = 1,86) لطائرات الصواريخ ذات الجسم الداعم.
الخصائص التكتيكية والفنية:
الطول - 6,45 م ؛
الارتفاع - 2,92 م ؛
جناحيها - 4,15 م ؛
مساحة الجناح - 14,9 متر مربع ؛
الوزن الفارغ - 2397 كجم ؛
الوزن الكامل - 2721 كجم ؛
الوزن الأقصى للإقلاع - 4540 كجم (الوقود - 1604 كجم) ؛
محطة توليد الكهرباء - محركات رد فعل لمحرك صاروخي من أربع غرف XLR-11 (قوة تصل إلى 35,7 كيلو نيوتن) ؛
نطاق الرحلة - 72 كم ؛
سقف عملي - 27524 م ؛
السرعة القصوى - 1976 كم / ساعة ؛
معامل الدفع لكل وحدة كتلة هو 1: 0,99 ؛
حمل الجناح - 304,7 كجم / م² ؛
الطاقم - رجل 1.
أعد من:
http://www.walkinspace.ru
http://crimso.msk.ru
http://zona58.ru
معلومات