EWR VJ 101
Экспериментальный самолет компании Entwicklungsring Süd
ВЖ 101
EWR VJ101C, прототип X-1 , апрель 1964 г.
Общая информация
ТипИстребитель вертикального взлета и посадки
ПроизводительЭВР
СтатусОтменено
Количество построенных2
История
Первый полет10 апреля 1963 г.
Ушедший на пенсию1968

EWR VJ 101 был экспериментальным западногерманским реактивным истребителем вертикального взлета и посадки ( VTOL ) . VJ означало Versuchsjäger ( по-немецки «Экспериментальный истребитель»). [1] 101 был одним из первых проектов V/STOL , имевших потенциал для полета со скоростью 2 Маха .

В 1950-х годах, когда различные страны проявляли интерес к разработке самолетов с возможностью вертикального взлета и посадки, Федеральное правительство Германии обратилось к недавно возрожденной авиационной промышленности страны с просьбой изучить возможные конструкции таких самолетов. В ответ на это в 1960 году немецкий производитель двигателей MAN Turbo начал работу над подходящим двигателем в тесном сотрудничестве с британским производителем двигателей Rolls-Royce Limited . Аналогичным образом, авиационные компании Heinkel , Bölkow и Messerschmitt провели собственные исследования, прежде чем объединиться и создать совместное предприятие EWR с целью разработки и производства своего проекта сверхзвукового истребителя с вертикальным взлетом и посадкой, который вскоре получил обозначение VJ 101 D. Федеральное министерство обороны (BMVg) было соответствующим образом впечатлено и разместило заказ на изготовление пары экспериментальных прототипов для демонстрации возможностей конструкции.

Пара опытных самолетов, известных под общим названием VJ 101 C и по отдельности как X-1 и X-2 , были построены и участвовали в пятилетней программе испытаний. Предполагалось, что VJ 101 в конечном итоге будет разработан в качестве основы для преемника американских перехватчиков Lockheed F-104G Starfighter , имеющихся в распоряжении ВВС Германии . Однако разработка VJ 101 C была значительно осложнена изменившимися требованиями BMVg, который решил преобразовать предполагаемый профиль миссии самолета из роли перехватчика в более общий истребитель, значительно изменив требования к характеристикам, которым он должен был соответствовать. В 1968 году разработка VJ 101 была в конечном итоге отменена.

Проектирование и разработка

Фон

В 1950-х годах быстрый прогресс в области реактивного движения , особенно в плане увеличения тяги и компактных двигательных установок, способствовал росту веры в техническую жизнеспособность самолетов с вертикальным взлетом/посадкой ( VTOL ), особенно в Западной Европе и Соединенных Штатах . [2] В 1950-х и 1960-х годах было инициировано несколько программ в Великобритании, Франции и Соединенных Штатах; аналогичным образом, авиационные компании в Западной Германии стремились не остаться в стороне от этой новой технологии. Вскоре после 1957 года, года, в котором был снят запрет на эксплуатацию и разработку боевых самолетов в Западной Германии после Второй мировой войны , немецкие авиационные фирмы Dornier Flugzeugwerke , Heinkel и Messerschmitt , которым также было разрешено возобновить свою собственную деятельность в том же году, получили официальный запрос от Федерального правительства Германии , который настоятельно рекомендовал им провести исследовательскую работу по теме самолетов VTOL и разработать концептуальные проекты. [3]

Таким образом, несколько компаний начали работу над собственными концептуальными проектами самолетов-перехватчиков, способных к вертикальному взлету и посадке; для того чтобы эти проекты были оперативными и жизнеспособными, было признано, что необходимо, чтобы летные характеристики были равны летным характеристикам обычных перехватчиков той эпохи, таких как современный Lockheed F-104G Starfighter . [4] В то же время Федеральное министерство обороны Германии (BMVg) выступало за слияние конкурирующих компаний; оно намеренно удерживало выдачу контракта на разработку, чтобы стимулировать компании к осуществлению такой деятельности. [5]

В связи с этими усилиями немецкий производитель двигателей MAN Turbo получил контракт от BMVg на проведение собственной работы по решению конкретных проблем, связанных с двигателями, способными к вертикальному взлету и посадке. Было быстро решено, что такие усилия потребуют работы с иностранным производителем двигателей; поэтому в марте 1960 года было подписано первоначальное соглашение о сотрудничестве между MAN Turbo и британским производителем двигателей Rolls-Royce Limited . [4] Согласно условиям заключенного 10-летнего контракта Германия должна была получить знания о последних достижениях в области технологии реактивных двигателей через Rolls-Royce, а также соглашение о совместной разработке, в рамках которого работа будет разделена, производственные конфликты сведены к минимуму, а по ключевым решениям будет достигнут взаимный консенсус. [4] В марте 1960 года BMVg выдал MAN Turbo контракт на разработку легкого одновального турбореактивного двигателя, в то время как Rolls-Royce выступит в качестве основного субподрядчика по проекту; Результатом их совместных усилий по контракту должен был стать турбовентиляторный двигатель Rolls-Royce/MAN Turbo RB153 . [4]

Двигатель RB.153 изначально был относительно простой увеличенной версией более раннего двигателя Rolls-Royce RB108 , который был разработан для длительного сверхзвукового полета; однако, в начале 1960 года возник интерес к дальнейшей разработке двигателя как подходящей силовой установки для самолета VTOL. [4] Следовательно, были разработаны новые модели двигателя для удовлетворения конкретных требований его новой роли VTOL, включая подъемный двигатель RB.153.17 и RB.153.25. Однако в декабре 1961 года в результате изменения приоритетов BMVg для предполагаемого VTOL потребовались значительные изменения двигателя; таким образом, разработка RB.153 была фактически отложена в пользу двигателя Rolls-Royce RB145 . [6]

Предложение

Двигатель RB145R
Вид сверху, показывающий воздухозаборник для двух подъемных двигателей фюзеляжа.

И Heinkel (на базе Heinkel He 231) [7] [8] и Messerschmitt (Messerschmitt Me X1-21) [9] [10] разработали проекты, отвечающие требованиям вертикального взлета и посадки, и к 1959 году обе компании вместе с Bölkow создали совместное предприятие под названием EWR для разработки и производства сверхзвукового истребителя, обозначенного как VJ 101 D. По замыслу, серийный самолет VJ 101 D должен был быть оснащен двигателем Rolls-Royce/MAN Turbo RB153, который должен был быть оснащен отклоняющим устройством тяги. [11] В конце 1960 года EWR представила свою концепцию VJ 101 D BMVg. [12] После рассмотрения предложения BMVg решило выдать заказ на два экспериментальных самолета с целью оценки их способности выполнять требования к постоянно действующим перехватчикам. [12]

Соответственно, была разработана пара опытных самолетов, известных как VJ 101 C ; они были оснащены более легким турбореактивным двигателем RB145, который был установлен в поворотных гондолах. [13] [12] Однако разработка VJ 101 C не была простой; одним из основных осложнений стали изменившиеся требования BMVg, который решил изменить предполагаемый профиль миссии самолета с роли перехватчика на более общий истребитель, что налагало требование к нему быть способным к более длительному полету на малых высотах, среди других характеристик производительности. [14] Новое предложение объединило характеристики более ранних конструкций Bölkow, Heinkel и Messerschmitt в гладкую, обтекаемую платформу. VJ 101 C имел некоторое сходство по внешнему виду с американским Bell XF-109 , оба самолета имели сопоставимую конфигурацию с точки зрения наличия парных двигателей, установленных в поворотных гондолах , которые были расположены на законцовках их крыльев. В дополнение к двигателям на законцовках крыла, два дополнительных подъемных реактивных двигателя были установлены внутри фюзеляжа, которые функционировали как дополнение к основным двигателям во время зависающего полета.

VJ 101 C имел электронную систему управления полетом, широко известную как схема « fly-by-wire ». [15] Было осознано, что критически важным будет сохранение управляемости во время фазы зависания полета, в частности, отзывчивости двигателей и повышения устойчивости самолета. Системы управления, разработанные американской фирмой Honeywell и немецкой компанией Bodenseewerk , выполняли различные функции в режиме полета VJ 101 C, включая управление ориентацией во время зависания и переход от зависания к горизонтальному аэродинамическому полету. [16] Первоначально использовались двухканальные системы управления, но испытания выявили необходимость в трехканальных системах управления для учета случаев отказов при жестком перевороте. После перехода на трехканальные системы управления это позволило использовать систему во всех диапазонах полета с управлением вектором тяги; первая такая система была разработана. [17] После того, как программа была прекращена в качестве преемника истребителя F104G Starfighter, она была сохранена в качестве программы разработки для изучения и подтверждения концепций управления полетом. [15]

Для проверки концепции тяги EWR в начале 1960 года изготовила испытательный стенд, названный Wippe (качели). Простое устройство включало в себя элементарную кабину, закрепленную на горизонтальной балке, в центре которой вертикально был установлен «подъемный» двигатель, для проведения предварительных одноосных испытаний системы управления. [18] Позже была собрана «висящая установка», в которой был каркас фюзеляжа VJ 101C вместе с тремя двигателями Rolls-Royce RB108, установленными в приблизительных положениях, которые они займут в окончательной летной версии. Каждый из небольших двигателей мог генерировать максимальную тягу 9,3 кН (2100 фунт- сил ), достаточную для подъема испытательного стенда. Начиная с мая 1961 года, первоначальные испытания проводились с телескопической колонны, в марте 1962 года новая установка успешно провела свой первый «свободный полет». [19] Дополнительные испытания, проведенные с тканевой «кожей» для имитации фюзеляжа и крыльев, также оказались успешными, продемонстрировав удовлетворительное управление во все времена года и при любых погодных условиях. [19]

Тестирование и оценка

Прототип X-1 , представленный на Ганноверском авиасалоне 1964 года.

Были завершены два прототипа, известные как X-1 и X-2 . [20] X-1 должен был быть оснащен шестью двигателями RB145: два были установлены вертикально в фюзеляже для подъема и четыре внутри поворотных гондол, каждый из которых мог генерировать 2750 фунтов тяги. X-2 должен был иметь поворотные двигатели, оснащенные форсажной камерой , что позволило бы им производить мокрую тягу 3840 фунтов каждый. В свою очередь, это было спроектировано, чтобы позволить самолету достичь своей расчетной скорости 1,8 Маха . [13]

Хотя двигатели гондолы были способны производить достаточную тягу, чтобы позволить самолету устойчиво зависать только на сухой тяге, опасения по поводу плавности перехода от сухой тяги к форсажу привели к утверждению требования, чтобы самолет имел возможность взлетать вертикально с форсажем. Соответственно, это потребовало принятия очень короткой трубы форсажа, чтобы обеспечить необходимый дорожный просвет. [13] Двигатели с форсажем имели относительно простое двухпозиционное сопло, которое могло переключаться между форсажем и без форсажа; впускной канал также мог перемещаться вперед, когда самолет двигался на малых скоростях или во время зависания, что открывало вспомогательный воздухозаборник. [13]

10 апреля 1963 года X-1 совершил свой первый висящий полет. [20] 20 сентября 1963 года состоялся первый переход от висящего полета к горизонтальному полету. X-1 был впервые публично представлен на Ганноверском авиасалоне в мае 1964 года . VJ 101C X-1 совершил в общей сложности 40 аэродинамических полетов, 24 полета на висении и 14 полных переходов. В ходе этих испытаний впервые звуковой барьер был преодолен самолетом с вертикальным взлетом; однако 14 сентября 1964 года неисправность автопилота привела к крушению X-1 , в результате чего он получил некоторые повреждения. 29 июля 1964 года VJ 101 C совершил полет со скоростью 1,04 Маха без использования форсажной камеры . [21] [22]

Прототип X-2 , экспонируемый в Немецком музее , 2006 г.

12 июня 1965 года второй прототип, X-2 , совершил свой первый полет. [20] 22 октября 1965 года X-2 выполнил успешный переход с установленной новой системой автопилота. Испытания впоследствии были продолжены с X-2 , который в отличие от X-1 был оснащен форсажными камерами . Однако проект был отменен в 1968 году. Предложенный перехватчик VJ 101 D Mach 2 так и не был завершен. Сегодня VJ 101 C X-2 выставлен на всеобщее обозрение в Flugwerft Schleissheim . Хотя VJ 101C не перешел в серийное производство, различные другие проекты той эпохи по разработке сверхзвуковых истребителей вертикального взлета и посадки, включая Mirage IIIV и Hawker Siddeley P.1154 (сверхзвуковая параллель тому, что впоследствии стало Hawker Siddeley Harrier , дозвуковым боевым самолетом вертикального взлета и посадки, который поступил на вооружение), в конечном итоге постигла та же участь. С тех пор реактивный самолет с вертикальным взлетом и посадкой Harrier, а значительно позже и Lockheed Martin F-35 Lightning II , продемонстрировали потенциал истребителей вертикального взлета и посадки.

Операторы

ГЕРМАНИЯ

Технические характеристики (VJ 101C X-1)

Данные из Jane's All the World's Aircraft 1966-67, [23] Macdonald Aircraft Handbook [24]

Общая характеристика

  • Экипаж: 1
  • Длина: 15,7 м (51 фут 6 дюймов)
  • Размах крыльев: 6,61 м (21 фут 8 дюймов)
  • Рост: 4,1 м (13 футов 5 дюймов)
  • Максимальный взлетный вес: 6000 кг (13 228 фунтов) для вертикального взлета и посадки
( X-2 ; 8000 кг (17 637 фунтов) взлетно-посадочной полосы для вертикального взлета и посадки с подогреваемыми двигателями на законцовках крыла)
( X-2 ; 4x подогреваемых RB.145 в гондолах на концах крыла + 2x неподогреваемых подъемных реактивных двигателя в фюзеляже)

Производительность

  • Максимальная скорость: 1,08 Маха (достигнута)
  • Минимальная скорость полета в чистом виде: 260 км/ч (162 мили/ч; 140 узлов)

Смотрите также

Самолеты сопоставимой роли, конфигурации и эпохи

Ссылки

Примечания

  1. ↑ Винчестер 2005, стр. 174.
  2. ^ Хиршель, Прем и Маделунг 2012, стр. 451.
  3. ^ Хиршель, Прем и Маделунг 2012, стр. 451-452.
  4. ^ abcde Hirschel, Prem and Madelung 2012, стр. 452.
  5. ^ Хиршель, Прем и Маделунг 2012, стр. 583-584.
  6. ^ Хиршель, Прем и Маделунг 2012, стр. 452-453.
  7. ^ "Evolution einer Idee: Heinkels Senkrechtstarter-Projekt He 231" . Классикер дер Люфтфарт . 5 декабря 2018 года. Архивировано из оригинала 24 октября 2019 года . Проверено 28 ноября 2019 г.
  8. ^ "Microsoft PowerPoint - IPLC German VSTOL Brief.ppt" (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 2020-08-05 . Получено 2018-12-24 .
  9. ^ https://web.archive.org/web/20200805185041/https://www.robertcmason.com/textdocs/GermanVSTOLFighters.pdf. Архивировано из оригинала (PDF) 2020-08-05. {{cite web}}: Отсутствует или пусто |title=( помощь )
  10. ^ "Неудачные попытки Германии построить реактивный самолет времен холодной войны". 2 июля 2018 г. Архивировано из оригинала 2019-10-18 . Получено 2019-10-18 .
  11. ^ "RR/MAN RB.153". Flight International : 908–909. 5 декабря 1963 г. Архивировано из оригинала 9 января 2017 г. Получено 9 января 2017 г.
  12. ^ abc Хиршель, Прем и Маделунг 2012, стр. 453.
  13. ^ abcd Эллиотт и Гудвин (2001), стр. 71.
  14. ^ Хиршель, Прем и Маделунг 2012, стр. 453-454.
  15. ^ ab Hirschel, Prem и Madelung 2012, стр. 514.
  16. ^ Хиршель, Прем и Маделунг 2012, стр. 514-515.
  17. ^ Хиршель, Прем и Маделунг 2012, стр. 515.
  18. ^ Роджерс 1989, стр. 186, 189.
  19. ^ ab Rogers 1989, стр. 190.
  20. ^ abc Хиршель, Прем и Маделунг 2012, стр. 454.
  21. ^ "Aero Engines: Rolls-Royce". Flight International : 29. 7 января 1965. Архивировано из оригинала 5 марта 2016 года . Получено 9 января 2017 года .
  22. ^ "VJ 101." [ постоянная мертвая ссылка ] Geschichte.aero , Получено: 16 марта 2008 г.
  23. ^ Тейлор, Джон У. Р., ред. (1966). Jane's All the World's Aircraft 1966-67 (57-е изд.). Лондон: Sampson Low, Marston & Co. Ltd. стр. 73.
  24. ^ Грин,1964. стр. 521.

Библиография

  • Батлер, Тони и Жан-Луи Делезенн. X-Planes Европы: Секретные исследовательские самолеты Золотого века 1946-1974 . Манчестер, Великобритания: Hikoki Publications, 2012. ISBN 978-1-902-10921-3 
  • Эллиотт, Сирил; Гудвин, Джон (2001). "Глава пятая: Вертикальный взлет и посадка". Fast Jets - История развития форсажа в Дерби . R-RHT . С. 71–75. ISBN 1-872922-20-1Техническая серия №5.
  • Хиршель, Эрнст Генрих., Хорст Прем и Геро Маделунг. Авиационные исследования в Германии: от Лилиенталя до наших дней. Springer Science & Business Media, 2012. ISBN 3-642-18484-7 . 
  • Роджерс, Майк. VTOL: Военные исследовательские самолеты . Нью-Йорк: Orion Books, 1989. ISBN 0-517-57684-8 . 
  • Винчестер, Джим. "EWR-Sud VJ 101C (1962)". X-Planes and Prototypes . Лондон: Amber Books Ltd., 2005. ISBN 1-904687-40-7 . 
  • Грин, Уильям. Macdonald Aircraft Handbook . Лондон: Macdonald & Co. (Publishers) Ltd., 1964.
На Викискладе есть медиафайлы по теме EWR VJ 101 .
  • Немецкие проекты VTOL
  • Фотографии
  • «VJ 101C — первый в Германии реактивный самолет вертикального взлета и посадки» — статья о полетах 1963 года
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=EWR_VJ_101&oldid=1245112501"