Экспериментальный самолет Grumman X-29A (США)

В США начиная с 1977 года проводился ряд исследовательских работ многообещающих схем высокоманевренных боевых самолетов. Программка осуществлялась под управлением управления многообещающих исследовательских работ министерства обороны (DARPA). В 1980 году компании «Грумман», «Рокуэлл» и «Дженерал Дайнэмикс» разработали проекты самолетов с КОС и для обоснования предложенных конфигураций выполнили тесты моделей самолётов в аэродинамических трубах. После рассмотрения представленных проектов управление DARPA выдало в декабре 1981 года фирме «Grumman» договор ценой 80 млн. баксов на постройку 2-ух экспериментальных самолётов Grumman X-29A.

Самолет Grumman X-29A был построен с внедрением аэродинамической схемы «утка», с КОС и цельноповоротным фронтальным горизонтальным оперением (ПГО), аэродинамически взаимодействующим с крылом. Крыло имело сверхкритический профиль К Mod.2, разработанный компанией «Grumman». Удлинение крыла — 3,9, относительная толщина у корня — 6,2, на законцовках — 4,9%, угол поперечного V — нулевой. Фронтальный лонжерон крыла был выполнен из титанового сплава с применением электрической сварки и размещен вдоль полосы 15% хорд. Задний лонжерон, расположенный вдоль полосы 70% хорд, также продольный и поперечный силовой набор сделаны из дюралевого сплава. Обшивка крыла выполнена из углепластика, наибольшее число слоев которого составляло 156. По всему размаху крыла размещены трехсекционные двухсегментные зависающие элероны, обеспечивавшие «дискретное» изменение кривизны профиля.

Фюзеляж полумонококовой конструкции был выполнен из дюралевых сплавов. Фонарь кабины раскрывался при помощи гидроцилиндров вверх-назад. Кабина летчика герметизирована, вооружена катапультным креслом Мартин-Бейкер GRQ7A, По краям фюзеляжа начиная от корня крыла размещались наплывы, которые завершаются отклоняемыми щитками для управления вихрями, сходящими с крыла. Щитки также могут употребляться для облегчения отрыва носового колеса при разбеге, роста подъемной силы при заходе на посадку и совместно с ПГО и зависающими элеронами для балансировки самолета. ПГО и киль выполнены из дюралевых сплавов.

С целью понижения цены, на самолёте Grumman X-29A применены передняя стойка шасси и носовая часть фюзеляжа самолета F-5A, главные стойки шасси, силовые приводы, аварийный генератор и топливные баки от самолета F-16, гидравлические фильтры от самолета E-2C. Шасси трехопорное, с одноколесными стойками обустроено масляно-пневматическими амортизаторами конторы «Менаско», колесами и пневматиками конторы «Гудрич». Все стойки убирались поворотом вперед. Воздухопоглотители самолёта — боковые, плоские. Движок «Дженерал Электрик» F404-GE-400 имел двухвальную схему и степень двухконтурности 0,34. Горючее располагалось в 2-ух мягеньких баках в фюзеляже и в баках-отсеках в корневой части крыла. Самолёт Grumman X-29A также комплектовался ВСУ, которая обеспечивала привод аварийных генераторов и гидронасоса.

На Grumman X-29A была установлена цифровая электродистанционная система управления (ЭДСУ) с трехкратным резервированием конторы «Ханиуэлл». Самолёт вначале имел статически неуравновешенную сборку, что позволяло ему очень активно маневрировать. ЭДСУ обеспечивала искусственную устойчивость самолета, осуществляя согласованное отклонение ПГО, элеронов и фюзеляжных щитков. Радиоэлектронное оборудование включало в себя пространственно-курсовую систему Литтон LR-80 и прочее навигационное оборудование, связную аппаратуру «Магнавокс» AN/ARC-164 дециметрового спектра, систему опознавания «Теледайн» RT-1063B/APX-101V. На втором самолёте была установлена инерциальная навигационная система.

1-ый полёт первого самолёта Grumman X-29A состоялся 14 декабря 1984 года. Эта машина использовалась для первичной оценки летных и пилотажных черт самолета с КОС. Корреспонденты, обширно освещавшие начало программки новейшей экспериментальной машины, были в экстазе от необыкновенного внешнего облика Grumman X-29A: привыкшим к виду реактивных самолетов с крылом прямой стреловидности дилетантам казалось, что маЩина летит задом наперед. Наибольшая интенсивность полётов первого самолёта достигала 4 полетов в денек; в среднем проводилось восемь полетов за месяц. В полёте достигались угол атаки 22,5°, скорость, соответственная числу М= 1,47, наибольшая высота 15 500 м, перегрузка 6,4 (80% расчетной наибольшей эксплуатационной) при выполнении форсированных разворотов. Расчетными режимами являлись полеты со скоростью, соответственной числам М=0,9 и М=1,2 на высоте 9145 м.

Тесты проявили, что применение КОС может обеспечить улучшение на 20% черт самолёта на околозвуковых скоростях (при М=0,9). По заявлению летчика-испытателя Г. Уокера, объединение разных технических доработок на самолёте Grumman X-29A привело к уменьшению на 35% лобового сопротивления при числе М=0,9, аэродинамическое качество оказалось на некоторых режимах на 30-40% выше, чем у обыденных американских истребителей с крылом прямой стреловидности. На дозвуковых скоростях свойства были лучше на 15% в сопоставлении с прогнозировавшимися на базе продувок в трубах и расчетов на ЭВМ. Тесты проявили, что КОС может выдерживать колоссальный высокоскоростной напор без появления дивергенции.

Для обеспечения безопасности полёта было предпринято понижение требований к пилотажным чертам самолёта и разработана система управления полётом с большенными припасами по расчетным аспектам. В итоге на исходном шаге испытаний комменты лётчиков были неблагоприятными: «Это истребитель с поведением в полёте, как у бомбардировщика». Указывалось на непропорциональность усилий на ручке управления, требовались огромные усилия и расходы ручки для выхода на огромные углы и скорости тангажа. Реакция по тангажу была вялой с чрезмерным демпфированием и возможностью забросов, но реакция по наклону оценивалась как плавная и прогнозируемая. Правда, при выполнении боковых маневров отмечались забросы и по наклону, тенденция к раскачке самолета летчиком.

Конфигурации, внесенные в программное обеспечение ЭДСУ, дозволили понизить в два раза ход ручки в продольном направлении и уменьшить усилия на ручке по тангажу. В итоге реакция самолета по тангажу существенно стала лучше: по отзывам Ч.Нигера, участвовавшего в программке Grumman X-29A, самолёт стал больше похож на истребитель, не потрясающий в пилотировании, но непременно наилучший, чем ранее. Доводка ЭДСУ оказалась одной из основных заморочек и отняла много времени: раз в год разрабатывалось в среднем 4-5 модификаций, внесение которых время от времени приводило к огромным перерывам в графике воплощения программки.

Осенью 1988 года 1-ый самолёт Grumman X-29A прошел серию испытаний для оценки боевой маневренности в рамках программки ВВС, предусматривающей разработку базы данных, которая дозволила бы количественно определять и сопоставлять характеристики маневренности самолетов. 2-ой самолёт Grumman X-29A, в первый раз взлетевший 18 мая 1989 года, употреблялся для исследовательских работ границы маневренности при полете на огромных углах атаки. На нем было достигнуто достаточно высочайшее значение угла атаки — 67 град. Возможный заказчик - ВВС США - создавал оценку пригодности схемы «утка» с КОС и схемы с 3-мя поверхностями управления по тангажу — ПГО, управляющими поверхностями крыла и фюзеляжными щитками для военных самолетов. Оценивалась способность самолета с КОС достигать высочайшей угловой скорости разворота и продуктивности управления по наклону на огромных углах атаки. Самолёт сохранял неплохую маневренность на углах атаки до 45 град.

Высказывались предложения по применению первого самолёта Grumman X-29A для экспериментального исследования ламинарного обтекания КОС, установке на самолёт осесимметричного сопла с управляемым вектором тяги, дооснащению его системой управления вихрями в носовой части и разработке улучшенных способов и алгоритмов управления полетом, но потом от использования Grumman X-29A для проведения обозначенных испытаний было решено отрешиться. Также не были реализованы высказывавшиеся одно время догадки о разработке боевого самолета с КОС. Предпосылки этого состоят в том, что аэродинамические достоинства от использования КОС, исходя из убеждений янки, оказались не настолько высоки, как ожидалось — отмеченная выше положительная оценка самолёта Grumman X-29A летчиком-испытателем носила вероятнее всего маркетинговый нрав.

В то же время в процессе реализации программки отмечались больпше трудности при разработке ЭДСУ для самолёта с КОС из-за трудности устранения перекрестных связей при управлении. В конце концов, за время разработки и испытаний Grumman X-29A сменились и акценты в требованиях к новым боевым самолетам: на 1-ый план вышли пониженная заметность боевого самолета и сверхзвуковая крейсерская скорость полета при сохранении достаточно большой наибольшей скорости. При установке КОС наибольшие скоростные свойства ухудшаются из-за завышенного волнового сопротивления на сверхзвуке.

Все проблемы, связанные с противодействием дивергенции и сложностью законов управления, были удачно решены в 90-х годах в русском ОКБ им. П.О.Сухого, где был сотворен самолет С-37 «Беркут» с КОС и набором управляющих поверхностей, в целом похожим с Grumman X-29A. Но в отличие от чисто экспериментального южноамериканского летательного аппарата, «Беркут» представляет собою «демонстратор технологии» для сотворения настоящей боевой машины.

Снаружи два самолёта Grumman X-29A разнились мало: носовая штанга второго самолёта была оборудована 3-мя сенсорами углов атаки, тогда как 1-ый самолёт имел только один сенсор; выходное устройство системы кондиционирования кабины, расположенное сзади носового колеса, на втором самолете закрыто обтекателем; в нижней части киля второго самолёта установлен противоштопорный парашют. Общая цена программки разработки и испытаний 2-ух самолётов составила около 250 млн. долл. Программка испытаний первого самолёта была завершена 2 декабря 1988 года после выполнения 254 полетов, второго самолёта — 30 сентября 1991 года, после выполнения 120 полетов. Таким образом, общее число полетов обоих самолётов составило 374 — это больше, чем для хоть какого другого южноамериканского экспериментального самолета серии «X». Оба самолёта Grumman X-29A в текущее время находятся на консервации в летно-исследовательском центре им. Драйдена.

Тактико-технические свойства Grumman X-29A Размах крыла, м   8.29 Длина, м   16.44 Высота, м   4.36 Площадь крыла, м2   17.54 Масса, кг - пустого самолета   6260 - обычная взлетная   7848 - наибольшая взлетная   8074 Тип двигателя   1 ТРДДФ General Electric F404-GE-400 Тяга, кгс   1 х 4800 Тяга на форсаже, кгс   1 х 7260 Наибольшая скорость , км/ч   1932 (М=1.47) Крейсерская скорость, км/ч   740 Длительность полета, ч   1 Практический потолок, м   16770 Экипаж   1

Источник: dogswar.ru