Przyrząd do pomiaru ciągu Rolls-Royce - Rolls-Royce Thrust Measuring Rig
| Przyrząd do pomiaru ciągu | |
|---|---|
|
|
| Na wystawie w Muzeum Nauki | |
| Rola | Eksperymentalny pionowy start |
| Pochodzenie narodowe | Zjednoczone Królestwo |
| Producent | Rolls-Royce |
| Pierwszy lot | 3 sierpnia 1954 (bezpłatnie) |
| Liczba zbudowany | 2 |
Rolls-Royce Nacisk pomiarowy Rig (TMR), był pionierem pionowego startu i lądowania ( VTOL ) samolot opracowany przez Rolls-Royce w 1950 roku. Ma wyróżnienie jako „pierwszy samolot z podnośnikiem odrzutowym, który lata w dowolnym miejscu na świecie”.
Konstrukcja TMR jest wyjątkowa. Był napędzany parą silników turboodrzutowych Nene , które zostały zamontowane poziomo tyłem do siebie na stalowej ramie; z kolei ta rama została podniesiona na czterech nogach wyposażonych w kółka do kół. TMR nie miał żadnych powierzchni nośnych, takich jak skrzydła ; zamiast tego siła nośna była generowana wyłącznie przez pchnięcie skierowane w dół. Ze względu na jego niekonwencjonalny wygląd, to było zrozumiałe, przydomek ten Latanie łoże .
TMR został przewidziany specjalnie do prowadzenia badań, w szczególności do zbadania potencjalnych zastosowań nowo opracowanego napędu odrzutowego do wykonywania lotów pionowych. Pierwszy lot w sierpniu 1954 r. Podczas serii lotów testowych przeprowadzono szeroko zakrojone badania, w jaki sposób można przeprowadzić stabilizację podczas zawisu samolotu. Przyczyniło się to do lepszego zrozumienia poziomu mocy i odpowiednich sposobów stabilizacji stosowanych w samolocie VTOL, a także ogólnego udowodnienia wykonalności tej koncepcji.
Rozwój
Człowiekiem w dużej mierze odpowiedzialnym za opracowanie TMR był dr Alan Arnold Griffith , który w latach dwudziestych pracował nad projektem turbiny gazowej w Royal Aircraft Establishment (RAE) i był pionierem technologii podnośników odrzutowych. W 1939 Griffith został zatrudniony przez Rolls-Royce'a. W latach czterdziestych wymyślił użycie napędu odrzutowego jako metody bezpośredniego zapewnienia pionowego unoszenia w celu wyprodukowania samolotu, który mógłby wystartować pionowo. Konstrukcję takiego samolotu do celów badawczych zasugerował Griffith.
Będąc odpowiednio wrażeniem koncepcji Griffith, a jednocześnie pragnie zbadać i wykorzystać możliwości jej nowo rozwinięty gamy silników Rolls-Royce rozpoczął budowę samolotu w zakładzie firmy w Hucknall lotnisku , Nottinghamshire , Anglia. Kluczowy autostabilizator dla samolotu został zaprojektowany i wyprodukowany przez Departament Instrumentów i Fotografii Lotniczej Royal Aircraft Establishment (RAE). Samolot oznaczono jako Thrust Measurement Rig (TMR), zbudowano dwa na potrzeby programu testowego.
19 sierpnia 1953 r. pierwszy TMR odbył swój dziewiczy lot na lotnisku Hucknall. Aby wykonać te loty, w Hucknall opracowano i zmontowano specjalnie skonstruowany układ przypominający suwnicę, który, nie ograniczając ruchu samolotu w określonej przestrzeni, uniemożliwiał przekroczenie tej granicy; zapobiegało to również nadmiernym opadaniu, pozwalając na maksymalną prędkość opadania wynoszącą 10 stóp na sekundę, aby uniknąć uszkodzeń i pozwalało walczącym pilotom na łatwe zamknięcie przepustnic bez powodowania wypadku. Podczas pierwszego roku lotów samolot pozostawał na uwięzi w systemie bramowym do testów w locie. 3 sierpnia 1954 TMR wykonał swój pierwszy swobodny lot, pilotowany przez Ronalda Thomasa Shepherda , głównego pilota testowego Rolls-Royce'a.
Pod koniec 1954 roku TMR został przeniesiony do obiektów badawczych RAE, początkowo przydzielony do RAE Farnborough . W czerwcu 1956 został przeniesiony do RAE Bedford w Bedfordshire w celu przeprowadzenia dalszych prób w locie. Podczas gdy kwestie praktyczne związane ze sterowalnością zostały omówione w czasie pobytu w Hucknall, RAE byli bardziej zainteresowani wykorzystaniem TMR w celu ustalenia, czy sztuczna stabilizacja byłaby konieczna dla takich samolotów, zarówno podczas zawisu, jak i etapów lotu z małą prędkością, oraz do zbadać pożądane właściwości w celu uzyskania stabilnego lotu pionowego.
Informacje z typowych lotów pozyskiwano przede wszystkim dzięki raportowanym doświadczeniom pilotów. Podczas prób stateczności uzyskano bardziej wymierne dane, instruując wielu pilotów, aby wykonywali tę samą sekwencję manewrów, z których wiele miało być reprezentatywnymi dla samolotów VTOL przechodzących do lotu w zawisie; Zatrudniono również wielu obserwatorów. Loty testowe miały kilka ograniczeń bezpieczeństwa: TMR zwykle nie był latany, jeśli prędkość wiatru wynosiła 10 węzłów lub więcej, latał tylko w warunkach pogodowych, w których samolot mógł być kontrolowany w przypadku awarii. Piloci byli w stanie wykonywać starty i kontrolowane lądowania, ale oba te wyczyny były trudniejsze, gdy był wiatr, zwłaszcza jeśli TMR musiał się przechylać, aby przeciwdziałać skutkom wiatru.
Podobno piloci stwierdzili, że główną początkową trudnością w lataniu TMR była regulacja wysokości samolotu; częściowo wynikało to z powolnej reakcji silnika na ruchy przepustnicy, którymi sterował pilot. Odstęp opóźnienia między przepustnicą a reakcją silnika często wynosił około jednej do dwóch sekund; piloci zazwyczaj przystosowują się do tej osobliwości samolotu i stają się biegli w opanowaniu kontroli wysokości. Podjęto dwie próby poprawy kontroli wysokości, dodanie uproszczonego trymera na przepustnicy, aby ograniczyć możliwą prędkość ruchu, oraz zamontowanie „antycypatorów przepustnicy”, które nie działały zgodnie z przeznaczeniem. TMR skutecznie zademonstrował, że opóźnienie reakcji kontroli wysokości będzie główną trudnością samolotów VTOL, a silniki późniejszych samolotów VTOL charakteryzowały się zazwyczaj krótszymi czasami reakcji.
Samolot przetrwał awarię systemu sterowania wektorem ciągu w dniu 16 września 1957 r. podczas pilotowania go przez Wing Commandera Stana Hubbarda z RAE. W dniu 29 listopada 1957 r. podczas lotu testowego zniszczono drugi TMR o numerze seryjnym XK426 , w wyniku czego zginął dowódca skrzydła HGF Larsen, który pilotował samolot po raz pierwszy.
Badania z programu testowego TMR miały znaczną wartość dla przyszłych samolotów VTOL, przynajmniej w niektórych obszarach: w oficjalnym raporcie opublikowanym przez Ministerstwo Lotnictwa podsumowano, że „główny wniosek, jaki można wyciągnąć z tego doświadczenia, jest taki, że każdy praktyczny odrzutowiec samolot musi mieć sztuczną stabilizację podczas zawisu, jeśli ma operować w innych niż bardzo sprzyjające warunki pogodowe... główną trudnością w nauce pilotażu była regulacja wysokości, każde zmniejszenie stałej czasowej reakcji silnika spowodowałoby problem nauki łatwiejszego latania samolotem z podnośnikiem odrzutowym”. Po stosunkowo udanych próbach TMR, Rolls-Royce zdecydował się kontynuować rozwój turboodrzutowca Rolls-Royce RB108 z bezpośrednim unoszeniem; pięć z tych silników było napędzanych pierwszym prawdziwym brytyjskim samolotem VTOL, Short SC.1 .
Projekt
Rolls-Royce Thrust Measuring Rig (TMR) to samolot VTOL opracowany w celu zbadania praktyczności, właściwości i wymagań takiego samolotu. Był powszechnie znany pod pseudonimem Latające Łóżko ze względu na jego radykalnie niekonwencjonalny wygląd samolotu, zasadniczo składający się z prostokątnej ramy rurowej, która została zbudowana wokół silników, na której umieszczono platformę, na której mógł pomieścić jednego pilota. Nie miał aerodynamicznego kształtu, nie miał ani skrzydeł, ani ogona; zamiast tego generował całą siłę nośną, kierując ciąg silników bezpośrednio w dół. Ze względu na swój mały rozmiar TMR miał maksymalną trwałość lotu wynoszącą tylko sześć minut.
Był napędzany parą silników turboodrzutowych Nene , które zainstalowano w konfiguracji tył do tyłu. Wyjście z dysz skierowano w stronę środka ciężkości platformy; jedna dysza wyrzucana w dół przez centralną dyszę, podczas gdy druga dysza wyrzucana w dół przez dwie mniejsze dysze po obu stronach; było tak, aby w przypadku awarii jednego silnika podczas lotu nie wystąpiły żadne gwałtowne niekorzystne ruchy. Podjęto znaczne środki ostrożności, aby bezpiecznie podtrzymać taką awarię silnika; podwozie z czterema nogami zostało zaprojektowane tak, aby utrzymać prędkość pionową 34 stóp na sekundę i wytrzymać lądowanie jednosilnikowe z dowolnej wysokości poniżej 50 stóp. TMR posiadał tylko marginalną nadwyżkę mocy, co komplikowało czynność latania samolotem; zostało to dodatkowo spotęgowane przez powolny czas reakcji silników na zmiany przepustnicy. W związku z tym istniał znaczny stopień przewidywania użycia mocy silnika wymaganej do zapobiegania przekroczeniu żądanej wysokości i zapewnienia delikatnego przyziemienia podczas lądowania.
W sumie cztery ramiona wysięgników wystają z platformy, po jednym z każdej strony i po jednym z przodu iz tyłu, przez które uwalniane jest sprężone powietrze w celu kontroli podczas przechyłu , pochylenia i odchylenia podczas lotu. Podczas gdy elementy sterujące odchyleniem i wysokością były oparte na mechanizmie mechanicznym, elementy sterujące pochyleniem i przechyleniem były sygnalizowane elektrycznie, bez żadnego przepisu na powrót do pracy mechanicznej. Początkowo kluczowe elementy elementów elektrycznego układu sterowania zostały zduplikowane; jednak, aby wykrywanie usterek było nieomylne, w fazie testów w locie swobodnym RAE przyjęto bezpieczniejszy układ z częściowym potrójnym układem. Ponieważ TMR nie posiadał wrodzonej stabilności , zawierał eksperymentalny system automatycznego stabilizatora. Podczas jego licznych lotów testowych wykonywano różne stopnie ingerencji stabilizatora, w tym kilka, w których stabilizacja w ogóle nie była aktywna.
Samolot na wystawie
Pierwsza maszyna (Serial XJ314 ) jest zachowana i wystawiona publicznie w Muzeum Nauki w Londynie w Anglii.
Specyfikacje (przyrząd do pomiaru ciągu)
Ogólna charakterystyka
- Długość: 28 stóp 0 cali (8,53 m)
- Szerokość: 14 stóp 0 cali (4,27 m)
- Wysokość: 12 stóp 8 cali (3,86 m) bez pylonu
- Masa własna: 6000 funtów (2722 kg)
- Waga brutto: 7500 funtów (3 402 kg)
- Zespół napędowy: 2 x Rolls-Royce Nene silniki turboodrzutowe z przepływem odśrodkowym , 4050 lbf (18,0 kN) każdy
Występ
- Siła nacisku/waga : 1,08
Awionika
- Automatyczna stabilizacja
Zobacz też
- Porównywalne samoloty
Bibliografia
Cytaty
Bibliografia
- Buttler, Tony i Jean-Louis Delezenne. X-Planes of Europe: Tajny samolot badawczy ze złotego wieku 1946-1974 . Manchester, Wielka Brytania: Hikoki Publications, 2012. ISBN 978-1-902-10921-3
- Fricker, Jon. „Jet Lift: koncepcja Rolls-Royce'a”. Latający Magazyn , lipiec 1962. Cz. 71, nr 1. s. 24–25, 60–64.
- Illingworth, JKB „Próby lotu unoszącego się samolotu odrzutowego (Rolls-Royce Flying Bedstead).” Ministerstwo Lotnictwa , maj 1961.