Экспериментальный самолёт Ryan XV-5 Vertifan (США)

Экспериментальный вертикально взлетающий самолёт Ryan XV-5 Vertifan разрабатывался компанией «Ryan Aeronautical Company» по объединенной программке ВВС, армии и флота США. Исследования СВВП с турбовентиляторной силовой установкой были начаты фирмами «Ryan Aeronautical» и «General Electric» в 1959 г. сначала по подготовительному договору с армией США, а в 1961 г. был заключен договор с управлением тс армии США ценой 10,5 млн. долл. на постройку 2-ух экспериментальных самолетов Ryan XV-5 Vertifan, получивших сначала обозначение Ryan VZ-11RY (фирменное обозначение Ryan 143). Компания «Ryan Aeronautical» должна была выполнить разработку и постройку планера и проведение летных испытаний, а компания «General Electric» - разработку и постройку турбовентиляторной силовой установки.

Постройка самолётов Ryan XV-5 Vertifan была завершена в 1963 г., они предназначались для оценочных испытаний турбовентиляторной силовой установки. Предусматривалась разработка варианта самолета для разведки и связи ASP.613. 25 мая 1964 г. на базе ВВС им. Эдвардса состоялся 1-ый полёт первого экспериментального самолёта Ryan XV-5 Vertifan, а 4 ноября 1964 г. самолёт сделал 1-ый переход от вертикального взлета к горизонтальному полету. 1-ая фаза испытаний предугадывала проведение 100 полетов с общим налетом более 42 ч, была достигнута скорость 725 км/ч.

2-ая фаза лётных испытаний 2-ух самолётов Ryan XV-5 Vertifan, начавшаяся 28 января 1965 г., проводилась под управлением армии США и предугадывала тесты в течение 6 месяцев с ролью летчиков армии, ВВС и флота США, также FAA и NASA. Но 27 апреля 1965 г. во время демо полета 1-ый экспериментальный самолёт Ryan XV-5 Vertifan потерпел катастрофу. При торможении на скорости 260 км/ч на высоте 240 м для перехода на вертикальный режим вышло сваливание в пикирование под углом 30-40°. Летчик катапультировался на малой высоте, но парашют не открылся, и летчик умер (катапультное кресло Вебер WZ-2). Самолёт был на сто процентов разрушен. Трагедия была вызвана механическими проблемами, не связанными с аэродинамикой и конструкцией самолета. До катастрофы оба СВВП налетали 63 часа, в том числе 16 часов на вертикальном режиме, и выполнили 100 переходов (в 165 полетах).

Лётные тесты второго СВВП Ryan XV-5 Vertifan были продолжены до 5 октября 1966 г., когда с ним при имитации спасательной операции произошла трагедия из-за попадания троса спасательной лебедки в вентилятор. При развороте на малой высоте самолёт снизился, ударился о землю колесами, летчик катапультировался, но парашют не открылся, и летчик умер. До 2-ой катастрофы самолёты сделали 238 полетов, налетав 138 часов, в полетах учавствовали 15 летчиков.

По договору с NASA ценой 1 млн. долл. 2-ой СВВП Ryan XV-5A Vertifan был восстановлен и изменен в июне 1968 г., получив обозначение Ryan XV-5B Vertifan, и начал проходить рулежные тесты, а 15 июля 1968 г. сделал 1-ый полёт. Потом СВВП был передан в NASA, где удачно проходил тесты до мая 1977 г. На базе самолёта Ryan XV-5 Vertifan был разработан проект разведывательного и связного самолета ASP.613 с таковой же турбовентиляторной установкой, а потом проект двухместного самолета Ryan 182, у которого 3-ий вентилятор был перенесен в хвостовую часть фюзеляжа. Были разработаны проекты сверхзвукового истребителя-бомбардировщика Ryan ASP.610 со стреловидным крылом и турбовентиляторами в фюзеляже, а потом с выдвижными турбовентиляторами вместе с Германией. Турбовентиляторную силовую установку предлагалось использовать также в ряде проектов транспортных СВВП, где они размещались в крыле либо в гондолах, либо в обтекателях по краям фюзеляжа.

Самолёт Ryan XV-5A Vertifan представляет собой цельнометаллический моноплан со среднерасположенным крылом, турбовентиляторной силовой установкой и трехопорным шасси. Фюзеляж полумонококовой конструкции. В носовой части фюзеляжа размещен фронтальный вентилятор для продольного управления. Кабина экипажа двухместная с расположенными рядом катапультными сиденьями. В кабине кроме ручки управления и управляющих педалей обыденного типа имеется рычаг управления вентиляторами, аналогичный рычагу общего шага на вертолетах. Крыло малого удлинения (Х = 3,42), трапециевидной формы в плане, корневая хорда 3,65 м, концевая - 1,09 м, профиль измененный NASA 0012-64А. В крыле размещены вентиляторы для сотворения подъемной силы, определяющие форму и размеры крыла. Конструкция крыла двухлонжеронная с усилением в месте расположения кольцевых каналов. Крыло снабжено закрылками и элеронами. При открытых створках вентиляторов подъемная сила крыла уменьшается на 25%. Оперение однокилевое, Т-образное, с управляемым стабилизатором, размещенным сверху киля. Размах стабилизатора 4,02 м, площадь 4,9 м2. Шасси убирающееся трехопорное с носовой опорой, все опоры убираются в фюзеляж, база шасси 3,57 м, колея шасси 2,55 м.

Силовая установка турбовентиляторная, состоит из 2-ух ТРД General Electric J85-GE-5, установленных сверху фюзеляжа, 2-ух вентиляторов поперечником 1,59 м, расположенных в крыле, и вентилятора наименьшего поперечника, размещенного в носовой части фюзеляжа. Движки General Electric J85-GE-5 имеют общий воздухоза борник, размещенный сверху фюзеляжа на неком расстоянии от кабины, чтоб не мешать катапультированию экипажа. За турбинами движков установлены перепускные затворки, которые на вертикальных режимах полета направляют газы ТРД в систему каналов, ведущих к вентиляторам. Система каналов обеспечивает подвод газов от каждого ТРД ко всем вентиляторам. При выходе из строя 1-го мотора вентиляторы делают 60% их расчетной тяги, что позволяет создавать неопасную вертикальную посадку самолета.

Температура поступающих в улитки вентиляторов газов 535 -595°С. Поток газов направляется на лопатки турбин, приводящих во вращение вентиляторы. Наибольшая скорость вращения вентилятора 3640 об/мин. После прохождения через турбины и смешивания с протекающим через вентилятор воздухом температура газов снижается до 92-93°С. На горизонтальных режимах полета газы ТРД вытекают через реактивные сопла. На концах сопел установлены реверсирующие щитки, дозволяющие при малой поступательной скорости полета использовать полную тягу движков для раскрутки вентиляторов.

Расположенный в крыле узел турбовентилятора Х353-5 состоит из ротора, створок вентилятора, фронтальной рамы, задней рамы и жалюзи. Полукруглые створки вентиляторов во время крейсерского полета запираются, образуя верхнюю поверхность крыла. Ротор имеет 36 лопаток. Выходные жалюзи вентилятора могут отклоняться в границах от - 15 до +40°. Жалюзи приводятся в действие гидроцилиндрами, включенными в двойную гидросистему, насосы которой установлены на каждом движке. В закрытом положении жалюзи образуют нижнюю поверхность крыла. Фронтальный турбовентилятор СЕ-Х376, расположенный в носовой части фюзеляжа, устроен аналогично крыльевым турбовентиляторам, кроме того, что створки на входе изменены рядом узеньких решеток, чтоб не ограничивать обзор для летчика. На выходе из вентилятора установлены две изогнутые створки, применяемые в качестве реверсивного устройства.

Управление самолетом Ryan XV-5 Vertifan на горизонтальном режиме полета осуществляется обыкновенными управляющими поверхностями, на вертикальных режимах - с помощью вентиляторов. Система управления положением самолета через механический смеситель связана с вентиляторами и управляющими поверхностями. Вертикальный взлет и переход к горизонтальному полету быть может произведен при сохранении горизонтального положения самолета. Для воплощения вертикального взлета движок развивает полную мощность, а газы ТРД направляются в улитки вентиляторов. Перемещая ввысь рычаг управления вентиляторами, летчик отклоняет выходные жалюзи вентиляторов вниз. При достижении высоты 20 м убирается шасси. При достижении высоты -25 м летчик с помощью кнопки на ручке управления отклоняет жалюзи вспять, по этому создается горизонтальная составляющая тяги вентиляторов. Перепускные затворки направляют в реактивные сопла все огромную часть газов ТРД. При достижении скорости 220 км/ч весь поток газов ТРД поступает в реактивные сопла, вентиляторы останавливаются и жалюзи запираются.

При вертикальной посадке летчик отклоняет реверсирующие щитки для уменьшения поступательной скорости. Движок переводится на наивысшую мощность. Газы ТРД направляются в улитки вентиляторов; сразу с этим автоматом открываются створки и жалюзи вентиляторов. Жалюзи вентиляторов поворачиваются вперед на - 10°, чтоб понизить поступательную скорость практически до нуля. Вертикальная скорость спуска, составляющая 1-1,5 м/сек, уменьшается перед приземлением практически до нуля.

Поперечное и путное управление самолётом Ryan XV-5A Vertifan на вертикальных режимах осуществляется методом дифференциального отличия жалюзи крыльевых вентиляторов. Продольное управление обеспечивается фронтальным вентилятором. Когда створки, установленные на выходе из вентилятора, открыты. они делят идущий от вентилятора поток газов на три части. Поток, проходящий меж створками, не отклоняется и делает тягу, направленную ввысь. Поток газов, проходящий вовне створок, отклоняется наружу и ввысь, создавая тягу, направленную вниз. Продольное управление осуществляется методом конфигурации положения створок. Наибольшая тяга вентилятора, направленная ввысь, равна 136 кг, направленная вниз - 36 кг.

Система управления обеспечивает наивысшую скорость наклона 30 град/с, разворота 50 град/с, тангажа 20 град/с На вертикальных режимах полета нагрузки на рычагах управления создаются пружинными автоматами. Во время перехода от вертикального полета к горизонтальному угол установки стабилизатора меняется для обеспечения продольной стойкости. Самолёт Ryan XV-5A Vertifan был обеспечен системой автоматической стабилизации, осуществляющей управление через отдельные электромеханические управляющие машинки.

На 2-ух построенных воздушных судах Ryan XV-5A Vertifan было установлено оборудование для проведения летных испытаний. После малозначительных модификаций эти воздушные суда могли употребляться для проведения эксплуатационных испытаний и моделирования критерий полета самолетов различного предназначения. На самолете, созданном для проведения эксплуатационных испытаний, могло быть установлено разведывательное электрическое оборудование. Самолёт Ryan XV-5A Vertifan предполагалось также обеспечить оборудованием для полетов в сложных метеорологических критериях. Самолёт Ryan XV-5A Vertifan мог быть вооружен пулемётами типа «Миниган», установленными на наружной подвеске либо снутри фюзеляжа, предполагалось также использовать НАР и авиационные бомбы.

Свойства самолёта Ryan XV-5A Vertifan Размеры: размах крыла 9,1 м длина самолета 13,5 м высота самолета 4,5 м площадь крыла 24,2 м2 поперечник вентилятора 1,93 м ометаемая площадь 2x2,94 м2 Движок 2 General Electric J85-GE-5 устройство для сотворения вертикальной тяги турбовентиляторная установка General Electric Х353-5 вертикальная тяга 2x3163 кгс Массы и нагрузки: взлетная масса при вертикальном взлете: у земли при стандартных критериях 5550 кг на высоте 760 м в горячий денек 4175 кг нагрузка на ометаемую площадь при вертикальном взлете 940 кг/м^ Летные данные (расчетные): наибольшая скорость у земли М - 0,72 наибольшая скорость на высоте 7600 м М=0,77 скорость на переходном режиме 195 км/ч практический потолок 12 200 м дальность 1300 км перегоночная дальность (при взлетной массе 5550 кг и 10% резерве горючего, на высоте 10 670 м и крейсерской скорости, соответственной М=0,7) 2030 км

Источник: dogswar.ru