Истребитель YF-12 сыграл важную роль в решении инженерами NASA проблемы остановки двигателя и сильной вибрации при полете на сверхзвуковых скоростях.
Истребитель YF-12 может летать со скоростью, в три раза превышающей скорость звука. Фото: Википедия
По данным Interesting Engineering , Исследовательский центр имени Льюиса при НАСА в Кливленде использовал истребитель YF-12 для разработки технологии гиперзвукового полета. Этот центр, находящийся на переднем крае исследований в области авиационных двигателей с 1940-х годов, стремится усовершенствовать технологии для более длительных и быстрых сверхзвуковых полетов.
Ракетный самолет Bell X-1 вошел в историю в октябре 1947 года, став первым самолетом, преодолевшим скорость звука и открывшим путь сверхзвуковым полетам. После Bell X-1 многие военные самолеты достигли сверхзвуковой скорости, но ни один из них не смог сравниться с серией Blackbird компании Lockheed Martin. Элегантные самолеты-невидимки, включая A-12, перехватчик YF-12 и разведывательный самолет SR-71, были первыми, кто мог совершать полеты на сверхзвуковой скорости в течение длительного времени. Они могут летать со скоростью, в три раза превышающей скорость звука, на высоте более 24 384 м. Однако модернизация технологий для крупных транспортных самолетов является сложной задачей, в основном потому, что необходимы дополнительные данные, чтобы понять, как работает двигательная система во время сверхзвукового полета.
Для устранения необнаруженных проблем в конструкции и испытаниях Blackbird и для продвижения ключевой технологии, известной как сверхзвуковой воздухозаборник со смешиванием, военные предоставили два самолета YF-12, выведенных из эксплуатации в 1969 году, в Летно-исследовательский центр НАСА Драйден (ныне Армстронг) в рамках совместного проекта НАСА и ВВС США по сравнению данных полетов YF-12 с данными, полученными в аэродинамических трубах в исследовательских центрах НАСА в Эймсе, Лэнгли и Льюисе.
Команда Льюиса исследовала сверхзвуковые воздухозаборники в аэродинамических трубах с начала 1950-х годов и испытывала сверхзвуковые сопла на перехватчиках Delta Dart. В новом проекте Льюис отвечал за испытания полномасштабного воздухозаборника YF-12 в сверхзвуковой аэродинамической трубе 10 x 10 и анализ двигателя Pratt & Whitney J58 с тягой 144 567 Ньютонов в Лаборатории двигательных систем (PSL).
Система смешанного сжатия позволяет двигателю работать как турбовентиляторный на низких скоростях и как прямоточный воздушно-реактивный двигатель на высоких скоростях, что очень эффективно, но подвержено турбулентности потока, что часто приводит к состоянию, известному как «незапуск». Незапуск самолета — это внезапное изменение воздушного потока, создающее огромное сопротивление, которое может привести к остановке двигателя или вызвать сильную тряску самолета.
Исследователи из Университета Льюиса изучают воздухозаборник разбившегося самолета SR-71 в аэродинамической трубе 10 x 10 в ноябре 1971 года. В следующем году они собрали аэродинамические данные в различных условиях в аэродинамической трубе. Они также протестировали новую систему управления впуском, созданную инженерами Льюиса Бобби Сандерсом и Гленном Митчеллом, которая использует несколько механических клапанов для предотвращения простоев двигателя. Это был первый случай тестирования системы на полноразмерном оборудовании. Группа также проверила взаимодействие между планером, воздухозаборником, двигателем и системами управления в нормальных и турбулентных условиях.
Летом 1973 года полномасштабный двигатель J-58 стал первым образцом оборудования, испытанным во второй барокамере PSL в Льюисе. В следующем году исследователи собрали данные в нормальных и переменных условиях. В ходе испытаний PSL также измерялись выбросы двигателей с целью оценки выбросов на большой высоте при сверхзвуковом полете.
Программа YF-12 также продемонстрировала, что маломасштабные модели можно использовать для проектирования полномасштабных сверхзвуковых воздухозаборников. Данные полета использовались для лучшего понимания влияния маломасштабной модели и туннеля на данные. Но что самое важное, программа Льюиса привела к разработке цифровой системы управления, которая улучшила реакцию сверхзвукового воздухозаборника на возмущения потока, фактически исключив перезапуски двигателя. Многие идеи программы были применены при проектировании самолета SR-71 в начале 1980-х годов и в течение нескольких десятилетий способствовали усилиям НАСА по созданию сверхзвукового пассажирского самолета.
Программа YF-12 была завершена в 1979 году, поскольку НАСА переключило свое внимание на другие приоритеты в авиации. За это время YF-12 совершили около 300 исследовательских полетов, завершив год наземных испытаний в аэродинамической трубе НАСА.
Ан Кханг (по данным Interesting Engineering )
Ссылка на источник
Комментарий (0)