Помоги проекту - поделись книгой:
Проектированию самолета Do. 31 предшествовали обширные испытания моделей, которые проводились в ФРГ – в Штуттгарте и Гет- тингене и в США – в NASA. Первые модели самолета не имели гондол с подъемными ТРД, так как предполагалось, что силовая установка самолета будет состоять лишь из двух подъемно- маршевых ТРДД Бристоль Сиддли BS.100 с тягой по 16 ООО кгс с форсажем в контуре вентилятора. В NASA в НИЦ им. Лэнгли в 1963 г. были проведены испытания в аэродинамических трубах моделей самолета и отдельных элементов его конструкции. Позже были проведены испытания летающей модели в свободном полете.
В результате этих исследований был разработан окончательный вариант самолета Do.31 с комбинированной силовой установкой из подъемно-маршевых и подъемных двигателей. Для исследования устойчивости и управляемости самолета с комбинированной силовой установкой на режиме ви- сения фирмой «Дорнье» был создан экспериментальный летающий стенд ферменной конструкции крестообразной формы в плане. Силовая установка стенда состояла из четырех ТРД Роллс-Ройс RB.108, установленных вертикально на поперечной ферме. Внутренняя пара ТРД была установлена неподвижно, развивая тягу по 1000 кг каждый. Внешняя пара могла дифференциально отклоняться на угол ±6° относительно поперечной оси, обеспечивая путевое управление. Внешние ТРД создавали тягу по 730 кг, остающийся запас тяги использовался для поперечного управления стендом. Продольное управление стендом осуществлялось с помощью струйной системы, а поперечное управление – дифференциальным изменением тяги внешних ТРД.
Стенд имел габариты самолета Do.31 и взлетную массу 2800 кг. При испытаниях двигатели развивали суммарную тягу 3000 кгс, что обеспечивало тяговооруженность 1,07. К концу 1965 г. на стенде было совершено 247 полетов. Исследования системы управления и стабилизации проводились на другом стенде, установленном на шарнирной опоре, допускающей угловые перемещения относительно трех осей.
Для испытаний конструкции, проверки надежности систем самолета и отработки техники его пилотирования был разработан экспериментальный самолет, получивший обозначение Do.31E. Министерством обороны ФРГ было заказано три самолета, два из которых были предназначены для летных испытаний, а третий – для статических испытаний.
В ноябре 1965 г. была завершена постройка первого экспериментального самолета D0.31E1, который совершил первый полет 10 февраля 1967 г. с обычным взлетом и посадкой, так как подъемные ТРД на самолет не были установлены. Второй экспериментальный самолет Do.31E2 использовался для наземных испытаний, а третий экспериментальный самолет Do.31E3, имевший полный комплект двигателей, совершил первый полет с вертикальным взлетом 14 июля 1967 г., и полный переход от вертикального взлета к горизонтальному полету с последующей вертигальной посадкой 16 и 21 декабря 1967 г.
Экспериментальный самолет несколько отличался от разработанного варианта самолета, имея крыло меньшего, чем у серийного варианта удд
В 1968 г. третий экспериментальный СВВП Do.31E3 впервые демонстрировался на международной авиационной выставке в Ганновере, где привлек внимание американских и английских фирм, заинтересовавшихся возможностями его военного и гражданского применения. Интерес к СВВП Do.31 проявила и NASA, оказав финансовую помощь в проведении летных испытаний для исследования оптимальных траекторий захода на посадку СВВП.
В 1969 г. экспериментальный СВВП Do.31E3 успешно демонстрировался на авиакосмическом салоне в Париже, совершив 27 мая перелет из Мюнхена в Париж, в котором были установлены три мировых рекорда для СВВП: скорости – 513,962 км/ч, высоты – 9100 м и дальности – 681 км. К середине 1969 г. на СВВП Do.31E было совершено 200 полетов, в которых было выполнено 110 вертикальных взлетов с переходом к горизонтальному полету.
В апреле 1970 г. экспериментальный СВВП Do.31E3 совершил последний полет, так как финансирование его программы было прекращено, несмотря на успешное, а главное безаварийное проведение летных испытаний. Общая стоимость затрат на программу Do.31, начиная с 1962 г., превысила 200 млн. марок.
Фирмой «Дорнье» были разработаны на базе СВВП Do.31 Е проекты усовершенствованных и более грузоподъемных военно-транспортных СВВП Do.31-25, у которых число подъемных двигателей в гондолах было увеличено сначала до 10, а затем до 12, а также проект СВВП Do.131В с 14 подъемными ТРД.
Разработан был также проект гражданского СВВП Do.231 с двумя подъем- номаршевыми ТРДД, Роллс- Ройс RB.220 с тягой по 10 850 кгс и 12 подъемными ТРДД Роллс-Ройс RB.202 с тягой по 5935 кгс и увеличенной степенью двухкон- турности до 9,5 для уменьшения температуры газа и уровня шума, из которых восемь располагались по четыре в гондолах и четыре по два в носовой и хвостовой частях фюзеляжа. Расчетная взлетная масса СВВП 59 т при платной нагрузке 10 т. Предполагалось, что СВВП сможет перевозить 100 пассажиров с максимальной крейсерской скоростью 900 км/ч на расстояние 1000 км.
Подобные проекты пассажирских СВВП VC.180 и VC.181 были разработаны другой фирмой «Ферайниг- те Флюгтехнише Верке» (VFW). Их силовая установка состояла из четырех маршевых ТРДД и 10-12 подъемных ТРДД RB.202, которые должны были или размещаться в отдельных гондолах (на VC.180), или выдвигаться из нижней части фюзеляжа (на VC.181). Оба проекта являлись развитием более ранних проектов СВВП FW-260 и FW-300 фирмы «Фокке-Вульф» с подъемными ТРД.
Ряд проектов пассажирских СВВП с комбинированной силовой установкой с подъемными ТРДД был разработан и английскими фирмами. Среди них наиболее интересным был проект СВВП HS.141 фирмы «Хоукер Сиддли», разрабатывавшийся с 1970 г. и предлагавшийся для использования на авиалиниях малой протяженности в 80-х годах. СВВП был рассчитан на перевозку 100 пассажиров со скоростью 900 км/ч на расстояние 670 км при вертикальном взлете и посадке. Силовая установка СВВП должна была состоять из двух маршевых ТРДД тягой по 12 250 кгс в гондолах и 12 подъемных ТРДД тягой по 4950 кгс в обтекателях по бокам фюзеляжа.
Самолет выполнен по схеме моноплана с комбинированной силовой установкой из двух подъемно- маршевых ТРДД и восьми подъемных ТРД и снабжен трехопорным шасси.
Фюзеляж цельнометаллический типа полумонокок с круглым поперечным сечением диаметром 3,2 м. В носовой части расположена двухместная кабина экипажа, за ней грузовая кабина размером 9,2x2,75x2,2 м и объемом 50 м^. В кабине может размещаться 36 десант- ников на откидывающихся сиденьях или 24 раненых на носилках. В хвостовой части расположен грузовой люк с погрузочной рампой.
Крыло верхнерасположенное, прямое, неразрезное, трехлонжеронной конструкции. Профиль крыла в корневой части NACA 64 (А412) – 412,5, на конце крыла – NACA 64 (А412) – 410. Двухсекционные элероны-закрылки расположены между гондолами ТРДД и ТРД с каждой стороны крыла и отклоняются на ±25°, а обычные закрылки расположены между фюзеляжем и гондолами ТРДД. Элероны- закрылки и закрылки имеют гидравлический привод, триммеры отсутствуют. Хвостовое оперение стреловидное, со стабилизатором размахом 8 м и площадью 16,4 м 2 , расположенным на киле. Киль площадью 15,4 м 2 имеет угол стреловидности 40° по 1/4 хорд, угол стреловидности стабилизатора по передней кромке составляет 15°. Руль высоты состоит из четырех секций, каждая из которых имеет отдельный гидравлический привод. Руль направления состоит из двух секций с отдельным гидравлическим приводом.
Шасси трехопорное, убирающееся, имеет сдвоенные колеса на каждой стойке. Главные опоры убираются назад в гондолы подъемно-маршевых двигателей. Носовая опора управляемая самоориентирующаяся также убирается назад. Амортизаторы масля- но-пневматические. Все опоры снабжены пневма- тиками низкого давления. База шасси 8,6 м, колея – 7,5 м.
Силовая установка комбинированная: два подъемно-маршевых ТРДД Бристоль Сиддли BS.53 «Пегас» 5-2 с поворотными соплами тягой по 7000 кгс установлены в гондолах под крылом. Воздухозаборники осевые нерегулируемые. Двигатели имеют по четыре поворотных сопла. Диаметр двигателя 1,22 м, длина 2,51 м, масса сухого 1260 кг.
Восемь подъемных ТРД Роллс-Ройс RB. 162-4 тягой по 2000 кгс установлены по четыре в двух гондолах на концах крыла. Двигатели снабжены соплами с дефлекторами, которые могут отклонять поток газов на 15° вперед или назад, и имеют общие воздухозаборники с открывающимися створками в гондолах. Длина двигателя 1,315 м, диаметр 0,66 м, масса сухого 125 кг.
Топливная система. Топливо размещается в пяти баках общей емкостью 8000 л, расположенных в крыле. Подача топлива в двигатели производится из центрального бака, в который топливо поступает из остальных баков.
Система управления. В горизонтальном полете используются обычные аэродинамические рули. На режимах висения, малых скоростей и переходных режимах используется струйная система управления. Продольное управление осуществляется с помощью реактивных сопл в хвостовой части фюзеляжа, в которые подается сжатый воздух, отбираемый от ТРДД: два сопла направляют воздух вверх, а два других – вниз. Поперечное управление осуществляется дифференциальным изменением тяги подъемных ТРД, а путевое – отклонением сопл левого и правого ТРДД в противоположном направлении. Управление вертикальными перемещениями на режиме висения достигается изменением тяги ТРДД. Выдерживание заданной высоты полета осуществляется с помощью автостабилизирующей системы.
Гидравлическая система. Состоит из двух основных независимых систем и аварийной системы. Рабочее давление в системах 210 кгс/см
Электрическая система включает четыре генератора трехфазного переменного тока мощностью по 9 кВА (115/200 В, 400 Гц), установленных по два на каждом ТРДД,, и два преобразователя- выпрямителя постоянного тока мощностью 3 кВ (50 А, 28 В).
Оборудование. В кабине установлено стандартное оборудование для военно- транспортных самолетов с ав- тостабилизирующей системой фирмы «Бодензееверке».
Размеры:
размах крыла 18,06 м
длина самолета 20,7 м
высота самолета 8,53 м
площадь крыла 57 м
Двигатели:
подъемно-маршевые 2 ТРДД
Бристоль Сиддли BS.53 «Пегас» 5-2
взлетная тяга 2x7000 кгс
подъемные 8 ТРД Роллс-Ройс RB. 162-4
взлетная тяга 8x2000 кгс
суммарная тяга при вертикальном взлете 30 000 кгс
Массы и нагрузки:
расчетная взлетная
при вертикальном взлете 22 500 кг максимальная взлетная
при взлете с разбегом 27 500 кг
платная нагрузка 3000 – 5000 кг удельная нагрузка на крыло при
максимальном взлетном весе 483 кгс/м
Летные данные:
крейсерская скорость на высоте 6000 м 650 км/ч
скороподъемность у земли 19,2 м/с
практический потолок 10 500 м
Эитвиклюнгсрииг Зюд, VJ-101C
Экспериментальный вертикально взлетающий истребитель- бомбардировщик
Сверхзвуковой СВВП VJ-101C разрабатывался объединением западногерманских фирм под названием «Энтвиклюнгсринг Зюд», в которое входили фирмы «Бельков», «Хейнкель» и «Мессершмитт» и которое было организовано в 1959 г. для совместных работ над проектами истреби- телей-бомбардировщиков и перехватчиков. Объединение не имело собственных финансовых средств и его деятельность субсидировалась правительством ФРГ.
СВВП VJ-101C был спроектирован в соответствии с требованиями ВВС ФРГ к сверхзвуковому истребителю-бомбардировщику и перехватчику, способному совершать вертикальный взлет и посадку. Была поставлена задача создать для ВВС ФРГ вертикально взлетающий истребитель с максимальной скоростью полета, соответствующей числу М = 2. Для СВВП была выбрана комбинированная силовая установка, состоящая из подъемно-маршевых двигателей в поворотных гондолах на концах крыла и подъемных ТРД в фюзеляже, которая рассматривалась более перспективной и более экономичной, чем силовая установка с одним подъемно-маршевым двигателем, как на английском СВВП «Харриер», или комбинированная силовая установка с отдельными подъемными и маршевым двигателям, как на французском СВВП «Мираж» V. Программой разработки предусматривались постройка и испытания двух экспериментальных самолетов, имеющих обозначения VJ-101C-X1 и VJ-101C-X2. Развитию самолета VJ-101C придавалось большое политическое значение, так как он тогда был единственным самолетом ФРГ с вертикальным взлетом и посадкой, доведенным до стадии летных испытаний. В поставках оборудования для СВВП VJ-101C принимали участие 115 иностранных фирм Великобритании, США и Франции.
Параллельно с проектированием и постройкой первых двух экспериментальных СВВП проводились стендовые испытания системы управления на вертикальных режимах работы путем дифференциального изменения тяги двигателей. Была сконструирована простейшая установка, состоящая из консольной балки на шарнирной опоре. На конце балки было сиденье оператора, за которым был установлен вертикально ТРД Роллс-Ройс RB.108.
Позже был построен летающий стенд, на котором установили вертикально три ТРД Роллс-Ройс RB.108, схема их размещения была аналогична размещению двигателей на самолете. Стенд был оснащен шасси. Первоначально летающий стенд испытывался на шарнирной опоре, с помощью которой можно было имитировать перемещение самолета относительно трех осей и по вертикали (в пределах 2 м). Первый свободный полет стенда состоялся в марте 1962 г. Взлет производился с бетонированной площадки. На летающем стенде было выполнено более 70 полетов в различных условиях.
Первый экспериментальный самолет VJ-101C-X1 предназначался для исследования возможностей обеспечения вертикального взлета с использованием поворотных двигателей. Он совершил первый полет на режиме висения 10 апреля 1963 г., обычный взлет с разбегом 31 августа 1963 г., а полный переход от вертикального взлета к горизонтальному полету с последующей вертикальной посадкой 20 сентября 1963 г.
В последующих летных испытаниях в июле 1964 г. достигалась скорость полета, превосходящая М = 1. Во время 132-го полета, 14 сентября 1964 г., при взлете с разбегом самолет потерял управляемость на высоте 10 м и упал, летчик успел катапультироваться над землей, но получил тяжелые повреждения. Самолет разбился и сгорел. Авария была вызвана отказом системы автостабилизации.
Поделиться книгой: