Опытный самолет F-16XL

Опытный самолет F-16XL
В феврале 1980 года General Dynamics предложила использовать версию Fighting Falcon с конструктивно измененной формой крыла, сначало предложенную для использования на сверхзвуковых самолетах типа Конкорда. Проект получил заглавие SCAMP (Supersonic Cruise and Maneuvering Program), а потом был переименован в F-16XL. Дельтовидное треугольное крыло с двойной стреловидностью по фронтальной кромке обладало общей площадью в 58.8 квадратных метра (более чем в два раза превышая площадь стандартного крыла F-16).

Целями исследовательских работ были новаторские формы и кривизна профиля крыла для обеспечения действенной сверхзвуковой крейсерской скорости, сохраняя при всем этом маневренность до звуковых истребителей. Конструкция должна была обеспечить низкое сопротивление при больших дозвуковых либо сверхзвуковых скоростях без вреда маневренности на низких скоростях.
Программка сначало финансировалась заводом-изготовителем и в ней было задействовано два опытнейших F-16A. В конце 1980-х ВВС США и General Dynamics условились о совместной программке испытаний, а ВВС предоставили 3-ий и 5-ый бывалые F-16 (бортовой номер А-3, серийный номер 75-0747 и А-5, серийный номер 75-0749) для переоборудования в макеты F-16XL.

Фюзеляж был удлинен на 142 см до 16.5 метров средством 2-ух новых вставок на соединениях меж 3-мя основными узлами фюзеляжа: одна 66-и сантиметровая вставка была расположена в точке заднего сопряжения крыла (rear split point), а 76-и сантиметровая в фронтальной. Но задняя 66-и сантиметровая вставка не представляла из себя непрерывный сектор от основания до верхушки. Below the wing, a 26 inch segment was inserted just aft of the main landing gear, above the wing the segment was still 26 inches long, but inserted 26 inches farther aft than the segment below the wing. Под крылом эта вставка, 26 дюймов секторе вводили конкретно в кормовой части основного шасси, над крылом секторе как и раньше 26 дюймов в длину, но вставлены 26 дюймов далее кормовой чем сектор под крылом. В итоге эта вставка была похожа на оборотную "Z". Удлинения фюзеляжа дозволили сделать хвостовую часть скошенной до 3 градусов, нужных для предотвращения касания сопла мотора взлетно-посадочной полосы во время взлета и посадки.
По той же причине XL не имеет подфюзеляжных килей, но они ему и не необходимы, потому что в целом свойства стабильность XL оказались выше, чем у F-16.

Опытный самолет F-16XL

Шестидесяти 6 сантиметровая вставка повлияла на воздухозаборник мотора собственной нижней частью, поэтому как передняя вставка фюзеляжа была использована только к высшей части фюзеляжа. В итоге воздухозаборник мотора F-16XL оказался на 66 см длиннее, чем на стандартном F-16A.

Опытный самолет F-16XL

Форма крыла в плане была изменена на стреловидное крыло с изломом по фронтальной кромке площадью на 120% больше, чем оригинальное крыло F-16. С целью сохранения веса нового крыла в его верхних и нижних слоях обшивки обширно использовались углеродные композиционные материалы. Таким макаром, экономия веса исключительно в крыльях составила 272 килограмма. Конструкция лонжерона крыла обладает углом стреловидности от 50? до 70? и стала на 1179 килограмма тяжелее необычного. Повышение внутреннего объема, как за счет удлинения фюзеляжа, так и расширения крыла прирастило на 82% внутренние топливные емкости, а увеличившаяся площадь крыла дозволила прирастить количество точек подвески до 27-и увеличив при всем этом боевую нагрузку практически в 2 раза. Невзирая на получившееся удлинение фюзеляжа, новое обозначение XL совсем не обозначает "Extra Large" (очень большой).
Средством улучшения формы крыла и оптимизации кривизна профиля, окончательная конфигурация самолета обеспечила 25%-ное улучшение наибольшей подъемной силы относительно F-16 на сверхзвуковых скоростях и 11%-ное улучшение на дозвуковых. Маневренность F-16XL довольно отличалась от стандартного F-16, обеспечивая более устойчивый (гладкий) полет на больших скоростях и малых высотах. В конечном итоге вышел очень дельный истребитель ??с огромным крылом обеспечивающим интеграцию огромного количества вооружения на наружных подвесках.
1-ый из 2-ух F-16XL (серийный номер 75-0749) подвергшихся изменению был одноместным и оснащался турбореактивным движком F100-PW-200. В первый раз его поднял в небо 3-го июля 1982-го года Джеймс Мак-Кинни (James McKinney). 2-ой F-16XL (серийный номер 75-0747) сначало оснащался турбореактивным движком General Electric F110-GE-100 с тягой 13 тонн. Он был переделан из 3-го опытнейшего самолета (бортовой номер А-3), который был серьезно поврежден в трагедии при посадке во время денька открытых дверей в августе 1980-го года. При взлете у самолета лопнула шина носового шасси. Было принято решение садиться не выпуская шасси. В итоге самолет очень пострадал. Когда планер прибыл в Форт-Уэрт для использования в программке XL у него отсутствовала вся передняя часть самолета. В процессе ремонта он был переоборудован в двухместный. В качестве самолета XL он впервой был поднят в воздух 29-го октября 1982-го года пилотируемый Алексом Вольфом (Alex Wolf) и Джимом Мак-Кинни (Jim McKinney).

Опытный самолет F-16XL

В марте 1981-го года ВВС США объявили о разработке нового улучшенного тактического истребителя. General Dynamics предложила на конкурс истребитель F-16XL, а компания McDonnell Douglas двухместный F-15B Eagle. Благодаря увеличенным емкости топливной системы и боевой нагрузки F-16XL мог нести вдвое больше вооружения чем F-16 и обладал увеличенной на 40% дальностью полета. Повышеная боевая нагрузка могла быть расположена на 27-и узлах подвески расположенных последующим образом:

16 под крыльями по 340 кг любая
4 для подвески ракет AMRAAM AIM-120, отчасти укрытых в корневой части крыла
2 на законцовках крыла
1 центральный подфюзеляжный пилон
2 под крыльями для "томных" боеприпасов
2 в нижней фронтальной части фюзеляжа для низковысотных навигационных прицельных инфракрасных систем LANTIRN
Все же, "томная" подвеска на каждом крыле размещалась на том же расстоянии от центра фюзеляжа, что и две обыденные подвески. Это значит, что можно было использовать или одну "томную" или две обыденные подвески, но не то и другое сразу.

Не считая того, когда на "тяжеленной" подвеске располагался дополнительный топливный бак, он на физическом уровне закрывал еще одну точку подвески под крылом. Потому с наружными топливными баками наибольшее количество точек подвески для вооружения на крыльях сокращалось до 10. С другой стороны, устройство для крепления 2-ух бомб могло быть также расположено под фюзеляжем. Без использования дополнительных топливных баков наибольшее количество боеприпасов калибра 227 кг было увеличено до 16. XL также мог нести под фюзеляжем, сбрасываемый 1100 литровый топливный бак.
В феврале 1984-го года ВВС США объявили о предпочтении истребителя McDonnell Douglas известного как F-15E Strike Eagle. Если б F-16XL выиграл конкурс, то могли быть произведены самолеты F-16E как одноместные и F-16F как двухместные. Ведущий инженер проекта XL Джон Г. Уильямс (John G. Williams) произнес: "XL расчудесный самолет, но он стал жертвой ВВС США желающих продолжить создание F-15, что полностью объяснимо. Время от времени вы выигрываете эти политические игры, время от времени нет. По большинству характеристик XL превосходит F-15 в качестве штурмового самолета, да и F-15 довольно неплох."

После проигрыша в конкурсе министерства обороны летом 1985-го года General Dynamics возвратил оба F-16XL в Форт-Уэрт, где и расположил их на хранение. Эти самолеты сделали 437 и 361 вылетов соответственно, и хотя сверхзвуковая крейсерская скорость без форсажа была начальной целью программки F-16XL, самолет так никогда и не сумел её выполнить полностью.

В конце 1988-го года оба опытнейших эталона были изъяты с хранения переданы NASA, где им были присвоены бортовые номера 849 (А-5, #75-0749) и 848 (А-3, #75-0747). В NASA они использовались для исследования концепции аэродинамики крыла для улучшения воздушного потока при сверхзвуковом полете.

Опытный самолет F-16XL
1-ый F-16XL опять поднялся в воздух 9-го марта 1989-го года и перелетел в летно-исследовательский центр Эймс-Драйден на авиабазе Эдвардс. Этот самолет был изменен для исследования воздействия движения вихревых потоков вдоль крыла. Для этого на экспериментальной титановой части левого крыла (так именуемые перчатки) были проделаны лазером миллионы крохотных отверстий (около 2500 отверстий на квадратный дюйм, всего половина квадратного метра отверстий).

Целью этого устройства разработанного и построенного Rockwell International’s North American Aircraft Division было задерживать (методом активного подсоса) пограничный слой воздуха, обеспечивая его ламинарное течение. Этот турбулентный слой воздуха, образующийся обычно на поверхности крыла, негативно оказывает влияние на летные свойства, вызывая завышенные сопротивление и расход горючего. Удаляя турбулентный слой воздуха, ламинарный поток касается поверхности крыла создавая при всем этом еще меньше сопротивление. Исследования НАСА по улучшению ламинарного потока начались в 1926-ом году, когда предшественник организации НАСА, Государственный консультативный комитет по аэронавтике (NACA) сфотографировал турбулентность воздушного потока в аэродинамической трубе в собственном исследовательском центре Лэнгли в Хэмптоне, штат Вирджиния. В воздушный поток был введен дым и сфотографирован, показывая зрительные признаки турбулентности на верхней поверхности крыла.
Ранешние исследования привели к советам об устранении источников появления турбулентности и ликвидации выступающих головок заклепок и других конструктивных особенностей содействующих появлению турбулентности при больших скоростях полета.

1-ый полет с новым крылом состоялся 3-го мая 1990-го года, самолетом управлял пилот Стив Ишмаэль (Steve Ishmael). В январе 1995-го года он провел серию высокоскоростных испытаний вместе с самолетом НАСА SR-71. Самолеты были применены для исследования черт звукового удара в рамках программки сотворения сверхзвукового пассажирского самолета. Скорость во время этих испытательных полетов колебалась от 1.25 Маха до 1.8 Маха. Во время полетов инженеры зафиксировали как на звуковые удары оказывают влияние атмосферные условия.
Позднее борт номер один был передан НАСА в Лэнгли, штат Вирджиния, где он заходил в программку летных испытаний с целью улучшения летных черт при взлете и понижения шума мотора. Он был выкрашен в темный цвет с желтоватыми полосами и белоснежной фронтальной частью фюзеляжа. Самолет номер 849 возвратился на авиабазу Эдвардс в 1995-ом году где он принял роль в исследовании звуковых ударов вместе с SR-71A.
2-ой F-16XL (двух-местный) был доставлен в НАСА с экспериментальным движком, который нужно было поменять до начала проведения летных испытаний. NASA получило движок General Electric F110-129 обеспечивший на удивление отличные свойства. Сверхзвуковая крейсерская скорость в 1.1 Мах была случаем достигнута уже сначала программки на высоте в 6000 метров. Пассивные "перчатки" (обтекатель из пены и стекловолокна) были установлены на правое крыло с целью исследования аэродинамических черт вдоль фронтальной кромки на сверхзвуковой скорости, шумов и давления. На левое крыло был установлен новый активный обтекатель ??(в два раза превышавший по размерам установленный на прошлом самолете) сделанный из пенопласта и стекловолокна обтекатель вокруг испытательной секции из сверхтехнологичного композита с пористой обшивкой из титана. Невзирая на непропорциональность крыльев, самолет оказлся легок в управлении.
Обтекатель имеет наивысшую толщину в 63 мм и покрывает 75% поверхности крыла и 60% его фронтальной кромки. S-образный контур крыла был продлен по левой стороне прямо вперед чтоб более точно соответствовать предлагаемой форме крыла сврхзвукового пассажирского самолета. Активный участок (средние 66% от обтекателя) имеет по последней мере 2500 проделанных лазером отверстий и покрывает по последней мере площадь в 0.9 квадратных метра. Отверстия ведут в 20 полостей под поверхностью крыла применяемых для управления подсосом на поверхности крыла. Обтекатель приклеен к самой обшивке с помощью эпоксидных смол. После того как с самолета была удалена краска, на композитную обшивку были нанесены пару слоев стекловолокна, выступающих в качестве защиты обшивки при демонтаже обтекателя. В текущее время этот самолет употребляется в качестве тестового щита в исследовательском проекте сверхзвукового ламинарного потока.

Опытный самолет F-16XL

Летно-технические свойства:
Экипаж: один (два на втором XL)
Длина самолета со штангой ПВД: 16.51 м
Размах крыла: 10.44 м
Высота: 5.36 м
Площадь крыла: 61.59 м?
Вес пустого самолета: 9980 кг
Наибольший взлетный вес: 21800 кг
Тип мотора: турбореактивный Pratt & Whitney F100-PW-200, General Electric F110-GE-129 (2-ой самолет)
Тяга: 54.5 кН, 76.3 кН (2-ой самолет)
Наибольшая тяга: 106.0 кН, 128.9 кН (2-ой самолет)
Наибольшая скорость на высоте 12000м: 1.8 Маха/2027 км/ч, 2.05 Маха/2253 км/ч (2-ой самолет)
Крейсерская скорость: 965 км/ч
Практическая дальность: 4590 км
Практический потолок: 15 240 м
Скороподъемность: 315 м/с
Наибольшая эксплуатационная перегрузка: 9
Вооружение: шестиствольная20-мм пушка General Electric M61A1 Vulcan (6000 выстрелов за минуту, 511 патронов)
Боевая нагрузка: — 6800 кг на 17-и узлах подвески
Создатель доктор

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий
SQL - 46 | 0,183 сек. | 12.58 МБ