Самолет - ручка X-3 «Stiletto». Начало эры сверхзвуковой авиации.
Продолжаем рассматривать интереснейшие экспериментальные самолеты прошлого.
Летчик Чарлз Егер 14 октября 1947 года совершил, казалось бы, невозможное. На XS-1, экспериментальном самолете с ракетным двигателем, он развил скорость М=1,06. Именно с этого исторического полета началась эра сверхзвуковой авиации.
В том же году в Соединенных Штатах компанией «Дуглас» был подписан контракт на проектирование и постройку самолета, способного достигать скоростей М=2 – М=3. Предполагалось, что на данной машине будут тестироваться новейшие материалы и технологии, создаваемые для продолжительных сверхзвуковых полетов, исследовать аэродинамические процессы во время полетов на таких скоростях, а также будет проводиться изучение летных характеристик трапециевидного крыла малого удлинения.
Самолет предназначался для исследований летных характеристик трапециевидного крыла малого удлинения и аэродинамики полетов на скоростях 2460-3690 км/ч. Военное ведомство Соединенных Штатов связывало с данным самолетом большие надежды – исследования должны были сильно помочь в повышении мощи ПВО. Поэтому вся информация по проекту в свое время была полностью засекреченной.
Пять лет разработок привели к созданию экспериментального самолета получившего название Douglas Х-3 «Stiletto». Ведя поиск оптимальных решений, фирма-проектировщик исследовала более 60 вариантов аэродинамических и компоновочных схем самолета. Кроме этого была исследована возможность использования всех существовавших на то время двигателей: турбореактивные, прямоточные воздушно-реактивные и жидкостные ракетные двигатели. Прорабатывалась как установка по отдельности, так и различные сочетания данных двигателей. Проведя настолько глобальные изыскания, специалистами был выбрана классическая схема среднеплана с прямым трапециевидным крылом. В качестве двигательной установки решили использовать J46 фирмы «Вестингауз». Данная установка состояла из двух турбореактивных двигателей имеющих тягу 31,14-37,75 кН.
Американские ВВС возлагали на Х-3 большие надежды. Данный самолет должен был сыграть одну из ключевых ролей в повышении боевой мощи авиации противовоздушной обороны. Однако надеждам военных было не суждено осуществиться.
Уже в процессе постройки Х-3 выяснилось, что двигательная установка J46 заявленным характеристикам не соответствует. Турбины, увеличенные в диаметре, использовать в данной конструкции самолета не получилось, поэтому пришлось установить двигатели, которые имели почти в два раза меньшую тягу, что естественно сказалось на характеристиках летательного аппарата. Были установленный J34. В ноябре 1951 года постройку самолета практически завершили, однако проблемы с силовыми установками стали причиной того что летные испытания были отложены почти на год. В итоге X-3 «Stiletto» превратился в самолет, который с большим трудом достигал околозвуковой скорости. Преодолеть скорость звука самолет был способен только в пологом пикировании. Кроме этого, самолет был сложен в пилотировании, взлетная скорость составляла около 500 км/ч, а посадочная — около 400 км/ч, а для взлета ему нужна была полоса протяженностью 4000 м. Правда, однажды на самолете была достигнута скорость M=1,25.
Получившийся в итоге самолет представляет собой среднеплан, выполненный по классической схеме, имеющий прямое трапециевидное крыло, изготовленное с использованием ромбовидных профилей с относительной толщиной около 3%. Фюзеляж самолета отличается большим удлинением (его длина втрое превышала размах крыла) и заостренным носом, переходящий в низкий фонарь, имеющий острые грани. Чтобы достичь хорошего обтекания пожертвовали удобствами летчика, который сидит с левой стороны кабины в слегка наклоненном положении. Оперение X-3 «Stiletto» обычное: киль небольшой площади оснащался рулем направления, горизонтальное – целиком поворотное. Очевидно, все органы управления снабжались необратимыми гидроусилителями. Возможно, имелся демпфер рыскания.
Благодаря вытянутой передней части фюзеляжа, почти треугольному поперечному сечению и балочному завершению, самолету X-3 «Stiletto» получил прозвище «летающая авторучка».
По бокам фюзеляжа устанавливалось два турбореактивных двигателей Вестингауз J-34-17 (тяга 18,63 кН/1900 кГ) имеющий форсажную камеру, между которыми размещался топливный бак. Воздухозаборники помещены непосредственно за кабиной, в верхней части фюзеляжа. Воздухозаборники имеют щели, отводящие пограничный слой с поверхности фюзеляжа. Выхлопные сопла выходят сзади крыла под фюзеляжем и также регулируются.
Крыло самолета трапециевидное, прямое. Профиль крыла ромбовидный. Его площадь без подфюзеляжной части равнялась 9,3-10,2 м². на крыле имелись носовые щитки, элероны и щелевые закрылки, опускающиеся носки и перегородки, предотвращающие стекание пограничного слоя. Для подвески носков и элеронов установлены наружные узлы, поэтому под крылом имеются длинные обтекатели. В связи со значительными нагрузками (около 1000 кг/м²) крыло изготовили из титана со сплошным сечением (за вычетом каналов для управления).
Кабина пилота вписывалась в геометрический контур средней части фюзеляжа. Ее оснащали ветрозащитным козырьком треугольного сечения, который выполнялся из двух пластин оргстекла. Кресло (смещенное влево от оси симметрии и немного назад) в случае аварии катапультировалось вниз. Кресло оборудовалось двумя стабилизаторами и автоматом, для отделения пилота на высоте 3400 м от кресла. В случае покидания самолета на меньших высотах пилот отделялся от кресла по истечении 3 секунд после катапультирования. Для создания в кабине нормальных жизненных условий на самолете установили мощную систему кондиционирования воздуха.
Так как при расчетной скорости полета может произойти сильное повышение температуры конструкции, появилась необходимость использования искусственного охлаждения передней части фюзеляжа при помощи принудительной циркуляции под обшивкой топлива.
Хвостовое оперение выполнено по нормальной схеме симметричного типа с рулем направления и управляемым стабилизатором. Управление хвостовым оперением происходит с помощью необратимого гидравлического привода. Шасси - три опоры, заканчивающиеся одним колесом, полностью убираемые в фюзеляж «Douglas X-3 «Stiletto».
Поскольку Х-3 не являлся боевой машиной, а летающей аэродинамической лабораторией на нем установили большое количество экспериментального и испытательного оборудования, которое специально разработали в NACA. В фюзеляже размещалось около 550 килограмм экспериментального оборудования, на поверхностях имелось 850 дренажных отверстий предназначенных для замера давления, 185 электротензометров измеряют напряжения и воздушные нагрузки, в 150 точках измеряются и регистрируются температуры обшивки.
Планировалось построить два экземпляра, но завершить успели лишь один. Х-3 совершил первый полет 20 октября 1952 года, на год позже предполагаемого срока. Испытания проводились на аэродроме авиабазы Эдвардс. Ни о каких М=2 уже речь не велась, а скорости звука Х-3 смог достичь лишь в одном полете, которая соответствовала M=1,25. Естественно и мечты военных о суперистребителе были разбиты. Испытания показали, что низкая тяговооруженность, большие удельные нагрузки на крыло и высокие скорости взлета и посадки послужили причиной того что самолет крайне сложный в управлении, а также небезопасным в эксплуатации, особенно при взлете/посадке. Посадочная скорость составляла 350 км/ч! Пилоту не облегчала жизнь и тесная кабина и скверный обзор. Для пилотирования «летающей авторучкой» приглашались опытнейшие испытатели, в числе которых был и знаменитый Чак Игер.
С 1952 по 1956 годы самолет совершил около 30 полетов. NASA осенью 1956 года завершил испытания самолета Х-3. С самолета было снято все оборудование и аппаратуру, а саму машину передали в музей военно-воздушных сил в Дейтоне (шт. Огайо), где он находится по сей день.
Этот самолет даже несмотря на то, что плохо летал, внес в развитие авиации весьма серьезный вклад. Получили опыт использования в конструкции титана. Тонкое прямое крыло малого удлинения использовалось на F–104, а работы, связанные с поиском конфигурации и материала покрышек колес шасси, выдерживающих запредельные скорости взлета/посадки, пригодились при разработке SR–71.
Из-за ограниченной тяги двух ТРД самолёт был использован только для экспериментов при околозвуковых и небольших сверхзвуковых скоростях.
Технические характеристики
Экипаж: 1 (пилот)
Длина: 20,36 м
Размах крыла: 6,92 м
Высота: 3,81 м
Площадь крыла: 15,47 м²
Масса пустого: 6507 кг
Нормальная взлётная масса: 10 160 кг
Объём топливных баков: 3766 л
Силовая установка: 2 × ТРДФ Westighouse J34-WE-17
Бесфорсажная тяга: 2 × 15,0 кН (1529 кгс)
Форсажная тяга: 2 × 21,8 кН (2223 кгс)
Чак Игер
Лётные характеристики
Максимальная скорость: 1120 км/ч (0,987М) на 6096 м
Скорость сваливания: 324 км/ч
Практический потолок: 11 582 м
Продолжительность полёта: 60 мин
Скороподъёмность: 96,5 м/с
Время набора высоты: 10668 м за 5,3 мин
Тяговооружённость: 0,44
Длина разбега: 1859 м
Тип экспериментальный самолёт
Разработчик Douglas Aircraft
Первый полёт 15 октября 1952
Конец эксплуатации 23 мая 1956
Статус снят с эксплуатации
Основные эксплуатанты ВМС США
НАСА
Единиц произведено 1
Автор Пётр Улякин (http://topwar.ru/31182-letayuschaya-avtoruchka-x-3-stiletto.html). Подготовлено по материалам
http://www.airwar.ru
http://avia.d3.ru
http://www.dogswar.ru
http://www.isra.com
Напомню вам об интересных самолета, которые мы уже успели с вами обсудить: Летающий блин, Самолет — бочка или вот Тройной триплан, а вот и Самолет — наоборот или вот Самолет - гоблин.