Истребитель YF-12 сыграл важную роль в оказании помощи инженерам НАСА в преодолении проблем, связанных с остановкой двигателя и сильной вибрацией при полетах на сверхзвуковых скоростях.
Истребитель YF-12 способен летать со скоростью, в три раза превышающей скорость звука. Фото: Википедия
Согласно информации Interesting Engineering , исследовательский центр имени Льюиса НАСА в Кливленде когда-то использовал истребитель YF-12 для разработки технологий сверхзвукового полета. Этот центр, являющийся лидером в исследованиях авиационных двигателей с 1940-х годов, стремился усовершенствовать технологии для более длительных и быстрых сверхзвуковых полетов.
В октябре 1947 года ракетостроительный самолет Bell X-1 вошел в историю как первый самолет, превысивший скорость звука, открыв тем самым путь к сверхзвуковым полетам. Многие военные самолеты после Bell X-1 достигли сверхзвуковых скоростей, но ни один не сравнился с Blackbird компании Lockheed Martin. Эти обтекаемые самолеты-невидимки, включая A-12, перехватчик YF-12 и разведывательный самолет SR-71, были одними из первых, кто совершал полеты на сверхзвуковых скоростях в течение длительного времени. Они могли летать со скоростью, в три раза превышающей скорость звука, на высотах более 24 384 метров. Однако модернизация технологий для крупных транспортных самолетов остается сложной задачей, прежде всего из-за необходимости получения дополнительных данных о работе двигательных установок во время сверхзвуковых полетов.
Для решения невыявленной проблемы в конструкции и испытаниях самолетов серии Blackbird, а также для развития ключевой технологии, называемой сверхзвуковыми воздухозаборниками смешанного сжатия, военные передали два списанных самолета YF-12 в распоряжение Центра летных исследований имени Драйдена (ныне Армстронга) НАСА. Это было частью совместного проекта НАСА и ВВС США по сравнению летных данных, полученных с самолетов YF-12, с данными, полученными в аэродинамических трубах исследовательских центров НАСА в Эймсе, Лэнгли и Льюисе.
Команда Льюиса изучала сверхзвуковые воздухозаборники в аэродинамических трубах с начала 1950-х годов и испытывала сверхзвуковые сопла с использованием перехватчиков Delta Dart. В новом проекте Льюис отвечал за тестирование полноразмерного воздухозаборника YF-12 в сверхзвуковой аэродинамической трубе размером 10 x 10 метров и анализ двигателя Pratt & Whitney J58 с тягой 144 567 Ньютонов в Лаборатории двигательных систем (PSL).
Комбинированный впускной патрубок позволяет двигателю работать как турбовентиляторный реактивный двигатель на низких скоростях и как прямоточный реактивный двигатель на высоких скоростях, что обеспечивает высокую эффективность, но подвержено турбулентности потока, часто приводящей к так называемым «срывам запуска». Срыв запуска — это внезапное изменение воздушного потока, создающее огромное сопротивление, которое может привести к остановке двигателя или сильной тряске самолета.
В ноябре 1971 года исследователи из Льюиса изучили воздухозаборник разбившегося самолета SR-71 в аэродинамической трубе размером 10 x 10 метров. В следующем году они собрали аэродинамические данные в различных условиях в той же аэродинамической трубе. Они также протестировали новую систему управления воздухозаборником, разработанную инженерами Льюиса Бобби Сандерсом и Гленном Митчеллом, которая использовала несколько механических клапанов для предотвращения срыва двигателя. Это было первое испытание системы на полномасштабном оборудовании. Исследовательская группа также изучила взаимодействие между планером, воздухозаборником, двигателями и системой управления в нормальных и турбулентных условиях.
Летом 1973 года полноразмерный двигатель J-58 стал первым образцом оборудования, испытанным во второй камере высокого давления PSL на аэродроме Льюис. В следующем году исследователи собрали данные в нормальных и переменных условиях. В ходе испытаний PSL также измерялись выбросы двигателя в попытке оценить выбросы на больших высотах сверхзвукового полета.
Программа YF-12 также продемонстрировала, что для проектирования полноразмерных сверхзвуковых воздухозаборников можно использовать модели малого масштаба. Данные летных испытаний были использованы для лучшего понимания влияния модели малого масштаба и аэродинамической трубы на эти данные. Что наиболее важно, программа Льюиса привела к разработке цифровых систем управления, которые улучшили реакцию сверхзвукового воздухозаборника на турбулентность потока, практически исключив необходимость перезапуска двигателя. Многие идеи этой программы были применены в конструкции SR-71 в начале 1980-х годов и на протяжении нескольких десятилетий способствовали усилиям НАСА по созданию сверхзвукового пассажирского самолета.
Программа YF-12 завершилась в 1979 году, когда НАСА переключило свое внимание на другие приоритетные направления в аэрокосмической отрасли. К тому времени самолет YF-12 совершил почти 300 исследовательских полетов, завершив год наземных испытаний в аэродинамической трубе НАСА.
Ан Кханг (по данным Interesting Engineering )
Ссылка на источник
Комментарий (0)