onosamo (onosamo) wrote,
onosamo
onosamo

Category:

Ракетоплан Bell XS-1



Подвеска ракетоплана Bell XS-1 к бомбодержателю бомбардировщика B-29.



Продолжительность полёта ракетоплана была невелика (полная тяга спирто-кислородной силовой установки в 1500 фунтов -- 2 минуты) из-за необходимости использовать неудобные по форме шаробаллоны для азота, питавшие пневматическую систему приводов самолёта.

Самолёт довольно "толстый", но с короткими крыльями (размах 30 футов при площади крыла 130 кв. футов). Стартовая масса полностью заправленного аппарата -- 12 000 фунтов, масса при посадке -- 7000 фунтов. Следовательно, нагрузка на крыло колеблется от 92 до 45 фунтов на квадратный фут.

Топливо горит при высокой температуре (5000 по Ренкину), и без охлаждения двигатель "спёкся" бы за несколько секунд. Кроме регенеративной системы охлаждения, понижающей температуру камеры сгорания, по краю сопла имеются отверстия, соединяющие его внутреннюю часть с рубашкой охлаждения, что позволяет небольшому количеству топлива течь плёнкой по поверхности дюзы.

Четыре ракетных двигателя могут включаться все сразу или в комбинациях по желанию пилота. Зажигание производится свечой в передней стенке камеры сгорания, которая воспламеняют струйку топлива и газообразного кислорода. Когда давление в камере достигает 50 фунтов на квадратный дюйм открываются основные топливные клапана и двигатель выходит в рабочий режим.

Изначально топливо и окислитель предполагалось подавать турбонасосами, способными перекачивать 860 фунтов топлива и 1012 фунтов кислорода при полной тяге. Когда выяснилось, что насосы не будут готовы к дате первого полёта, их заменили баллонами с азотом под высоким давлением, превратив систему подачи топлива в вытеснительную.

Пилот входил в кабину через прямоугольную дверь, закрывающуюся заподлицо с фюзеляжем. Самолёт нёс 500 фунтов измерительной аппаратуры.

Перед тем, как выбрать в качестве топлива и окислителя этиловый спирт и кислород, были рассмотрены и другие вещества. Перекись водорода была отвергнута из-за её дефицита и неспособности обеспечить достаточную тягу. Азотная кислота и анилин имели свои преимущества, но категорически не подходили для пилотируемого аппарата. Кроме того, кислота и анилин при смешивании самовоспламеняются, а это опасно при их хранении и заправке. При работе с кислотой часто случаются несчастные случаи.

Нитрометан -- топливо, уже содержащее в своём составе кислород, поэтому отпадает необходимость в окислителе, что упрощает топливную систему. Но нитрометан при некоторых условиях склонен к самопроизвольной детонации, а на момент создания XS-1 его поведение было недостаточно изучено. 

Исследовали и пару бензин-жидкий кислород, но двигатели XRL-11 производства Reaction Motors Inc. охлаждались топливом, циркулирующим в рубашке сопла, и бензин не обеспечивал эффективного отбора тепла.

Окончательным выбором компонентов стали этиловый спирт и жидкий кислород. Они дёшевы, имелись в достаточном количестве, не самовоспламеняются при смешивании. Небольшие брызги жидкого кислорода не опасны для техников. Чтобы улучшить охлаждение 3 части спирта смешивались с 1 частью воды.

Из-за наличия на борту баллонов с азотом, место на борту не удалось использовать эффективно,поэтому пострадали характеристики ракетоплана -- время работы двигателей на полной тягу уменьшилось до примерно 2 минут, стартовую массу пришлось уменьшить на 1000 фунтов, а посадочная возросла на 2000.

Bell XS-1 был спроектирован, чтобы противостоять перегрузкам до 18 G. Для него были изготовлены две пары крыльев -- одна с профилем толщиной 10%, другая -- 8%. Максимальная толщина крыла составляла менее 8 дюймов в первом случае и менее 6 дюймов -- во втором. С требованием выдерживать перегрузки в 18 G крыло обычной конструкции для ракетоплана не подходило. Вместо этого, для того, чтобы противостоять изгибающим нагрузкам, для обшивки употребили фрезерованные панели переменной толщины из алюминиевого сплава -- от 0,5 до 0,13 дюйма для 10-процентного крыла и от 0,6 до 0,16 дюйма -- для 8-процентного. В крыло были встроены 240 датчиков давления и 12 датчиков деформации для сбора аэродинамической информации (для чего и строился самолёт).

Также были изготовлены два набора стабилизаторов -- один с профилем толщиной 8%, другой -- 6%. В отличие от крыла, их обшивка имела ламинированную конструкцию -- в две панели толщиной у фюзеляжа и в одну - с внешней стороны.

Фюзеляж -- из алюминиевого сплава, традиционный полумонокок.

Кокпит - намного меньшего размера, чем кабины современных истребителей. Ограниченный наддув кабины обеспечивался подачей в неё азота, с потерей не более 1 фунта на квадратный дюйм избыточного давления в час при начальном перепаде с избытком в 3 фунта на квадратный дюйм по сравнению с атмосферным.

Вместо рукоятки в кабине установили штурвал -- лётчику было удобнее пользоваться для управления обеими руками, а при необходимости он мог освободить одну из них. На штурвале были установлены селектор включения-выключения двигателей, переключатель управления измерительной аппаратурой и кнопка аварийного выключения силовой установки.

Для предупреждения обледенения и запотевания фонаря его остекление было выполнено двойным, а между стёклами -- заложены капсулы с силикагелем. Кроме того, выдыхаемый пилотом воздух проходил сквозь коробку с силикагелем, встроенную в кислородную маску.

Система управления -- традиционная. Шасси и закрылки выпускаются пневматической системой, давление в которой создаётся баллонами, содержащими азот под высоким давлением. Угол установки стабилизатора меняется винтом с приводом от пневматического мотора.

XS-1 поднимался в воздух и стартовал с самолёта-"матки" -- для экономии топлива и устранения опасностей взлёта с земли на высокой скорости. Для этого фирмой Bell с бомбардировщика B-29 были демонтированы створки бомболюка. При этом ракетоплан, подвешенный на стандартный бомбодержатель D-4 частично выступал из бомбового отсека, где была установлена закрытая лестница, что позволяло пилоту и техническому персоналу перемещаться между самолётами в полёте.

Для того, чтобы подвесить XS-1 на B-29, ракетоплан закатывали в углубление, после чего бомбардировщик "наезжал" на него и поднимал с помощью лебёдки, установленной в бомбовом отсеке. 

В оригинальной конструкции фонарь был выполнен из листов плексигласа, но с потенциальным ростом скорости его планировалось заменить на листовое стекло.

К лету 1946 года Bell XS-1 достиг скорости в 0,8 Маха, а затем NACA и ВВС стали чрезвычайно осторожны -- им хотелось убедиться, что вступая в трансзвуковую область они будут иметь аппарат достаточно прочный и управляемый, чтобы противостоять "непредсказуемым воздействиям".
Tags: 1947, bell, rocket aircraft, xs-1, белл, ракетоплан, самолёт-ракета
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 5 comments