Экспериментальный самолёт Bell X-1 (США)

В декабре 1943 г. на совместном заседании представителей NACA, ВВС, ВМС и индустрии США была за ранее определена программка исследовательских работ больших скоростей полёта с перспективой их использования для военных целей. Так как индустрия в то время была перегружена массовым созданием военных самолётов, только компания «Bell» выразила готовность приступить к проведению соответственных исследовательских работ, с которой 30.11.1944 г. было подписано соглашение о разработке и строительстве опытнейшего экземпляра самолёта с обозначением MX-524, также о проведении исследовательских работ его черт во время полёта с околозвуковой скоростью. Начатые в конце 1944 г. под управлением Р.Вудса работы были завершены в январе 1946 г. созданием первого, а несколько позже и второго экземпляров самолёта Bell X-1 (первоначальное обозначение было изменено на MX-1, потом на XS-1 и совсем X-1).

На первом опытнейшем образчике Bell X-1 было выполнено огромное количество планирующих полётов, в каких были определены аэродинамические свойства самолёта. Не снаряженный движком опытнейший самолёт стартовал с носителя, роль которого делал измененный бомбовоз «Летающая крепость» B-29 конторы «Боинг». При скорости 240 км/ч бомбосбрасыватель отделял Bell X-1 от B-29 на соответственной высоте, после этого Bell X-1 добирался до аэродрома в планирующем полёте. В процессе следующих исследовательских работ сбрасывание производилось при всевозрастающих скоростях полета. 9 декабря 1946 г. пилотом С.Гудлином был осуществлен облет второго опытнейшего экземпляра самолёта, на котором были установлены движок и все нужное оборудование. После 20 полётов с движком была достигнута скорость, соответственная M=0,8, и только 14.10.1947 г. была превзойдена (М=1,05) недостижимая ранее времени скорость звука. Это сделал пилот Ч.Егер на первом опытнейшем экземпляре самолёта.

В 1947-1948 гг. на нем было выполнено выше 80 полетов, при этом последний полет (в январе 1949 г.) был осуществлен при самостоятельном старте с половинным припасом горючего, по этому разбег составлял только около 700 м при скорости отрыва 273 км/ч. В 1948 г. на этом экземпляре самолета была достигнута наибольшая скорость 1556 км/ч на высоте 14000 м (что соответствовало M=1,46), а в 1949 г. наибольшая высота, равная 21 383 м. В общей трудности были сделаны три экземпляра самолета Bell X-1, 1-ый из которых в 1949 г. был передан в музей, а 2-ой (измененный) получил новое обозначение Bell X-1E (3-ий в ноябре 1951 г. сгорел в воздухе в итоге трагедии самолёта-носителя). В конце 1951 г. начались работы по созданию самолёта Bell X-1A, представляющего из себя улучшенный вариант третьего эталона самолёта Bell X-1, который предназначался для исследовательских работ при более больших сверхзвуковых скоростях полёта. Лётные тесты этого самолёта были начаты в апреле 1953 года. 12 декабря пилот Ч.Егер достигнул на нем наибольшей скорости 2655 км/ч (М=2,5) на высоте выше 21000 м, а летом 1954 г. - наибольшей высоты 27 450 м. Летом 1955 г. самолет Bell X-1A взорвался спустя 17 с после его отделения от самолёта-носителя B-29. 2-ой экземпляр самолёта Bell X-1A, адаптированный для проведения исследовательских работ аэродинамического нагрева, получил обозначение Bell X-1B. Исследования проводились в 1954-1958 гг., после этого самолёт был переоборудован для оценки продуктивности системы трехосного струйного (реактивного) управления.

Не считая вышеназванных 5 самолётов, был построен также опытнейший эталон модификации Bell X-1D (программка Bell X-1C была аннулирована до окончания разработки соответственного варианта самолёта), который взорвался 23.08.1951 г. во время собственного первого полёта в воздухе в момент отделения от носителя B-50 (модификация B-29). На этом завершилась более дорогостоящая и рискованная (по тем временам) исследовательская программка. Все же она дозволила получить огромное количество ценных данных, касающихся приемущественно поведения самолёта в области околозвуковых скоростей.

Самолёт Bell X-1 является среднепланом, построенным по традиционной схеме, с прямым трапециевидным крылом удлинения 6,0. Зависимо от модификации самолёта крылья производятся из ламинарных профилей относительной толщины: 10% (2-ой экземпляр Bell X-1 до переделки), 8% (1-ый и 3-ий экземпляры Bell X-1 и X-1D) и 4% (Bell X-1A и X-1E). Они обустроены закрылками и элеронами. Обшивка крыла выполнена из алюминиевых листов шириной 12,7 мм в околофюзеляжных частях и примерно 3,2 мм на концах. Оперение - традиционной схемы, с рулями высоты и направления, при этом стабилизатор закреплен шарнирно и обустроен серводвигателем с винтообразным домкратом, обеспечивающим изменение угла установки стабилизатора в полете. Потому что самолет рассчитывался на наивысшую скорость около 2720 км/ч, то главное внимание было уделено аэродинамическому проектированию фюзеляжа.

В рамках подготовительных исследовательских работ проводился анализ траекторий баллистических моделей и возникающих при их движении ударных волн. Эти исследования проводились с внедрением фотоснимков, приобретенных при испытаниях на баллистических трассах, которые дополнялись испытаниями соответственных моделей в аэродинамической трубе. В итоге было установлено, что лучшей для корпуса сверхзвукового самолёта является форма, близкая к оживальной форме снаряда. Из этих суждений кабина пилота была на сто процентов вписана в геометрический контур фюзеляжа с внедрением для этого неразъемного фонаря и расположенной с правой стороны дверцы кабины. Нередкие трагедии и катастрофы вынудили конструкторов использовать типовой фонарь кабины с недвижной фронтальной и откидной остальной частью. Измененная защита кабины использовалась в самолётах Bell X-1A, X-1B и X-1E. Трехстоечное шасси с одинарными колесами стопроцентно убиралось в фюзеляж. Планер самолёта был рассчитан на перегрузки от +18 до –10.

Во всех модификациях самолёта применен четырехкамерный ЖРД XLR-11-RM-5 конторы «Риэкшн моторз» тягой 26,69 кН (2722 кГ). Система управления движком позволяет включать в работу хоть какое число камер (от одной до всех 4), любая из которых развивает наивысшую тягу 6,67 кН (680,5 кГ). Горючее (спирт и водянистый кислород) находится в баках, размещенных соответственно за элементами крепления крыла и перед ними. В проекте предусматривалось, что горючее будет подаваться к движку при помощи насосов, но в самолёте Bell X-1 была использована вытеснительная система подачи, так как насосы с необходимыми чертами вовремя создать не удалось. Вытеснительная система состояла из 12 сферических баллонов с азотом, что существенно прирастило свою массу самолета. В целях уменьшения взлетной массы количество горючего ограничили до 2310 кг, что повлекло за собой сокращение времени работы мотора с планировавшихся 10 до 2,5 мин. В других модификациях самолета (Bell X-1A, X-1E), не считая использования топливных насосов, был удлинен фюзеляж на 1,4 м; это позволило расположить доп баки, прирастить массу горючего до 2680 кг и продлить время работы двигательной установки при наибольшей тяге до 4,2 мин. В целях увеличения безопасности на период проведения испытаний самолета водянистый кислород был заменен веществом перекиси водорода.

Тактико-технические свойства Bell X-1 Экипаж   1 Размах крыла, м   8.54 Длина, м   10.83 Высота, м   3.24 Площадь крыла, м2   12.10 Масса, кг - пустого самолета   3170 - наибольшая взлетная   7260 Тип двигателя   1 ТРД Reaction Motors XLR-11-RM-6 Тяга нефорсированная, кН   1 х 26.69 Наибольшая скорость , км/ч   2570 (M=2.5) Длительность работы мотора, мин   4.2 Динамический потолок, м   28651

Источник: dogswar.ru