EWR VJ 101

EWR VJ 101 in 1964.jpg
VJ 101
EWR VJ101C, prototyp X-1 , kwiecień 1964
Rola myśliwiec V/STOL
Producent EWR
Pierwszy lot 10 kwietnia 1963
Emerytowany 1968
Status Odwołany
Numer zbudowany 2

EWR VJ 101 był eksperymentalnym niemieckim myśliwcem typu tiltjet do pionowego startu/lądowania ( VTOL ) . VJ oznaczało Versuchsjäger ( po niemiecku „eksperymentalny myśliwiec”). VJ 101 był jednym z pierwszych V/STOL , który miał potencjał do ostatecznego lotu Mach 2.

W latach pięćdziesiątych XX wieku, gdy różne narody zainteresowały się rozwojem samolotów zdolnych do VTOL, niemiecki rząd federalny zwrócił się do niedawno odrodzonego przemysłu lotniczego w kraju z prośbą o zbadanie możliwych projektów takich samolotów. W odpowiedzi w 1960 roku niemiecki producent silników MAN Turbo rozpoczął prace nad odpowiednim silnikiem w ścisłej współpracy z brytyjskim producentem silników Rolls-Royce Limited . Podobnie firmy lotnicze Heinkel , Bölkow i Messerschmitt przeprowadziły własne badania, zanim utworzyły spółkę joint venture EWR w celu opracowania i wyprodukowania projektu naddźwiękowego samolotu myśliwskiego VTOL, który wkrótce został oznaczony jako VJ 101 D . Federalne Ministerstwo Obrony (BMVg) było pod odpowiednim wrażeniem i złożyło zamówienie na wyprodukowanie pary eksperymentalnych prototypów w celu zademonstrowania możliwości projektu.

parę prototypowych samolotów, znanych pod wspólną nazwą VJ 101 C i indywidualnie jako X-1 i X-2 , które wzięły udział w pięcioletnim programie testowym. Zamiarem było, aby VJ 101 ostatecznie został opracowany jako podstawa dla następcy Lockheed F-104G Starfighter znajdujących się na wyposażeniu niemieckich sił powietrznych . Jednak rozwój VJ 101 C był bardzo skomplikowany ze względu na zmieniające się wymagania BMVg, który zdecydował się zamiast tego zmienić przewidywany profil misji samolotu z roli przechwytującego na bardziej ogólny myśliwiec, znacznie zmieniając wymagania dotyczące osiągów, które miał spełnić. W 1968 roku prace nad VJ 101 zostały ostatecznie anulowane.

Projektowanie i rozwój

Tło

W latach pięćdziesiątych szybki postęp w dziedzinie napędu odrzutowego , zwłaszcza w zakresie zwiększonego ciągu i kompaktowych jednostek napędowych, przyczynił się do wzrostu wiary w techniczną przydatność samolotów pionowego startu/lądowania ( VTOL ), zwłaszcza w Europie Zachodniej i Stany Zjednoczone . W latach pięćdziesiątych i sześćdziesiątych zainicjowano wiele programów w Wielkiej Brytanii, Francji i Stanach Zjednoczonych; podobnie firmy lotnicze w Niemczech Zachodnich nie chciały zostać wykluczone z tej powstającej technologii. Wkrótce po 1957 roku, w którym powojenny zakaz eksploatacji i rozwoju samolotów bojowych w Niemczech Zachodnich, niemieckie firmy lotnicze Dornier Flugzeugwerke , Heinkel i Messerschmitt , które również otrzymały pozwolenie na wznowienie własnej działalności w tym samym roku, otrzymało oficjalne żądanie niemieckiego rządu federalnego , w którym wezwał je do przeprowadzenia prac dochodzeniowych na temat samolotów VTOL oraz do opracowania projektów koncepcyjnych.

W związku z tym wiele firm rozpoczęło prace nad własnymi projektami koncepcyjnymi samolotów przechwytujących VTOL ; aby te projekty były odpowiednie i wykonalne pod względem operacyjnym, uznano, że osiągi w locie będą musiały dorównać osiągom konwencjonalnych myśliwców przechwytujących z tamtej epoki, takich jak nowoczesny myśliwiec Lockheed F-104G Starfighter . W związku z tym Federalne Ministerstwo Obrony Niemiec (BMVg) opowiadało się za połączeniem konkurencyjnych firm; celowo wstrzymywała się z wydaniem umowy deweloperskiej, aby zachęcić firmy do podejmowania takich działań.

W związku z tymi wysiłkami niemiecki producent silników MAN Turbo otrzymał od BMVg kontrakt na przeprowadzenie własnych prac w celu rozwiązania konkretnych problemów związanych z silnikami obsługującymi VTOL. Szybko zdano sobie sprawę, że takie wysiłki będą wymagały współpracy z zagranicznym producentem silników; w związku z tym w marcu 1960 r. podpisano wstępną umowę o współpracy między firmą MAN Turbo a brytyjskim producentem silników Rolls-Royce Limited . Zgodnie z warunkami zawartej 10-letniej umowy Niemcy uzyskałyby wiedzę na temat najnowszych osiągnięć w technologii silników odrzutowych za pośrednictwem firmy Rolls-Royce, a także porozumienie w sprawie wspólnego rozwoju, w ramach którego praca byłaby dzielona, ​​konflikty produkcyjne byłyby minimalizowane, a wzajemny konsensus osiągany o kluczowych decyzjach. W marcu 1960 roku BMVg wydał firmie MAN Turbo kontrakt na opracowanie lekkiego jednowirnikowego turboodrzutowego , podczas gdy Rolls-Royce miał służyć jako główny podwykonawca projektu; wynikiem ich wspólnych wysiłków w ramach kontraktu byłby turbowentylatorowy Rolls-Royce / MAN Turbo RB153 .

Silnik RB.153 był początkowo stosunkowo prostą, powiększoną wersją wcześniejszego silnika Rolls-Royce RB108, który został opracowany do długotrwałego lotu naddźwiękowego; jednak na początku 1960 roku pojawiło się zainteresowanie dalszym rozwojem silnika jako odpowiedniej jednostki napędowej dla samolotu VTOL. W związku z tym opracowano nowe modele silnika, aby sprostać specyficznym wymaganiom jego nowej roli VTOL, w tym silnik RB.153.17 i RB.153.25 do podnoszenia. Jednak w grudniu 1961 r., W wyniku zmian w priorytetach BMVg dla przewidywanego VTOL, w odpowiedzi konieczne były znaczne zmiany w silniku; w związku z tym prace rozwojowe nad RB.153 zostały skutecznie odłożone na półkę na rzecz Rolls-Royce RB145 .

Wniosek

Widok z góry, pokazujący wlot powietrza dla dwóch silników podnoszenia kadłuba

Zarówno Heinkel (oparty na Heinkel He 231), jak i Messerschmitt (Messerschmitt Me X1-21) opracowali projekty spełniające wymagania lotu VTOL, a do 1959 roku obie firmy wraz z Bölkow utworzyły spółkę joint venture o nazwie EWR , opracować i wyprodukować przewidywany naddźwiękowy samolot myśliwski, oznaczony jako VJ 101 D . Zgodnie z założeniami produkcyjny samolot VJ 101 D miał być napędzany silnikiem Rolls-Royce/MAN Turbo RB153, który miał być wyposażony w urządzenie zmiany kierunku ciągu. Pod koniec 1960 roku EWR przedstawił BMVg swoją koncepcję VJ 101 D. Po dokonaniu przeglądu propozycji BMVg zdecydowało się wydać zamówienie na dwa eksperymentalne samoloty w celu oceny ich zdolności do spełnienia wymogu stałego przechwytywacza.

opracowano parę prototypowych samolotów, znanych jako VJ 101 C ; były one napędzane lżejszym silnikiem turboodrzutowym RB145 , który zamiast tego był zamontowany w obrotowych gondolach. Jednak rozwój VJ 101 C nie byłby prosty; jedną z głównych komplikacji były zmieniające się wymagania BMVg, który zdecydował się zamiast tego zmienić przewidywany profil misji samolotu z roli przechwytującego na bardziej ogólny myśliwiec, co nałożyło wymóg, aby był zdolny do dłuższego lotu na małej wysokości, między innymi osiągi atrybuty. Nowa propozycja połączyła cechy wcześniejszych projektów Bölkow, Heinkel i Messerschmitt w elegancką, opływową platformę. VJ 101 C miał pewne podobieństwa w wyglądzie do amerykańskiego Bell XF-109 , oba samoloty miały porównywalną konfigurację pod względem posiadania sparowanych silników zamontowanych w obrotowych gondolach umieszczonych na końcach skrzydeł. Oprócz silników na końcówkach skrzydeł, w kadłubie zainstalowano dwa dodatkowe odrzutowce , które służyły jako uzupełnienie silników głównych podczas lotu w zawisie.

VJ 101 C posiadał elektroniczny system sterowania lotem, powszechnie znany jako układ „ fly-by-wire ”. Zdano sobie sprawę, że kluczowe znaczenie będzie miało zachowanie sterowności w fazie zawisu, aw szczególności responsywność silników i zwiększenie stateczności samolotu. Systemy sterowania, opracowane przez amerykańską firmę Honeywell i niemiecką firmę Bodenseewerk , pełniły różne funkcje w reżimie lotu VJ 101 C, w tym kontrolę położenia podczas zawisu i przejście z zawisu do poziomego lotu aerodynamicznego. Początkowo stosowano dwukanałowe systemy sterowania, ale testy ujawniły potrzebę stosowania trójkanałowych systemów sterowania w celu uwzględnienia przypadków awarii sprzętowych. Po przejściu na trójkanałowe systemy sterowania umożliwiło to używanie systemu we wszystkich zakresach lotu ze sterowaniem wektorem ciągu; pierwszy taki system opracowany. Po tym, jak program nie był już realizowany jako następca myśliwca F104G Starfighter, został zachowany jako program rozwojowy w celu zbadania i udowodnienia koncepcji sterowania lotem.

Aby przetestować koncepcję napędu, EWR wyprodukował platformę testową zwaną Wippe (huśtawka) na początku 1960 roku. Proste urządzenie zawierało prymitywny kokpit zamocowany na poziomej belce, która miała silnik „podnoszący” zamontowany pionowo w środku , w celu wykonania wstępnych testów jednoosiowych układu sterowania. Zmontowano późniejszy „poduszkowiec”, który miał szkieletowy kadłub VJ 101C wraz z łącznie trzema Rolls-Royce RB108 zainstalowanymi w przybliżonych pozycjach, które zajmowałyby w ostatecznej wersji zdolnej do lotu. Każdy z małych silników mógł generować ciąg maksymalnie 9,3 kN (2100 funtów siły ), wystarczający do podniesienia stanowiska testowego. Od maja 1961 roku przeprowadzono wstępne testy z teleskopowej , w marcu 1962 roku nowa platforma pomyślnie wykonała swój pierwszy „swobodny lot”. Dodatkowe testy przeprowadzone z „skórą” z tkaniny w celu symulacji kadłuba i skrzydeł również wypadły pomyślnie, wykazując zadowalającą kontrolę przez wszystkie pory roku i warunki pogodowe.

Testowanie i ocena

X -1 wystawiony na pokazie lotniczym w Hanowerze w 1964 roku

Ukończono parę prototypów, znanych jako X-1 i X-2 . X-1 miał być wyposażony w układ sześciu silników RB145: dwa zamontowane pionowo w kadłubie do podnoszenia i cztery w obrotowych gondolach, z których każdy mógł generować ciąg 2750 funtów siły. X-2 miał mieć obracające się silniki wyposażone w dopalacz , który umożliwiałby im wytwarzanie ciągu na mokro o wartości 3840 funtów siły każdy. To z kolei miało umożliwić samolotowi osiągnięcie projektowej prędkości Macha .

Chociaż silniki gondoli były w stanie wytworzyć odpowiedni ciąg, aby umożliwić statkowi powietrznemu stałe zawisanie wyłącznie na suchym ciągu, obawy dotyczące płynności przejścia od suchego ciągu do ponownego nagrzewania doprowadziły do ​​​​zatwierdzenia wymogu, aby samolot miał zdolność startu pionowo w trakcie ponownego podgrzewania. W związku z tym wymagało to zastosowania bardzo krótkiej rury grzewczej w celu zapewnienia niezbędnego prześwitu. Podgrzewane silniki posiadały stosunkowo prostą dwupozycyjną dyszę, która mogła przełączać się między podgrzewaniem i bez podgrzewania; kanał wlotowy można było również przesuwać do przodu, gdy samolot poruszał się z małą prędkością lub podczas zawisu, który otwierał pomocniczy wlot powietrza.

10 kwietnia 1963 roku X-1 wykonał swój pierwszy lot w zawisie. 20 września 1963 roku nastąpiło pierwsze przejście z lotu zawisu do lotu poziomego. X -1 został po raz pierwszy publicznie zaprezentowany na wystawie lotniczej w Hanowerze w maju 1964 roku . VJ 101C X-1 wykonał łącznie 40 lotów aerodynamicznych, 24 loty w zawisie i 14 pełnych przejść. W trakcie tych testów bariera dźwięku została po raz pierwszy przekroczona przez samolot pionowego startu; jednak 14 września 1964 r. usterka autopilota spowodowała awarię X-1 , w wyniku której odniósł pewne uszkodzenia. 29 lipca 1964 roku VJ 101 C leciał z prędkością 1,04 Macha bez użycia dopalacza .

X -2 wystawiony w Deutsches Museum , 2006

12 czerwca 1965 roku drugi prototyp, X-2 , wykonał swój pierwszy lot. W dniu 22 października 1965 r. X-2 przeprowadził udane przejście z zainstalowanym nowym systemem autopilota. Testy kontynuowano następnie na X-2 , który w przeciwieństwie do X-1 był wyposażony w dopalacze . Jednak projekt został odwołany w 1968 roku. Proponowany przechwytujący VJ 101 D Mach 2 nigdy nie został ukończony. Dziś VJ 101 C X-2 jest wystawiany publicznie w Deutsches Museum w Monachium . Podczas gdy VJ 101C nie przeszedł do stanu produkcyjnego, różne inne projekty z tamtej epoki mające na celu opracowanie naddźwiękowych myśliwców VTOL, w tym Mirage IIIV i Hawker Siddeley P.1154 (naddźwiękowy odpowiednik tego, co miało stać się Hawker Siddeley Harrier , poddźwiękowy samolot bojowy VTOL, który wszedł do służby operacyjnej), ostatecznie spotkał podobny los. Odrzutowiec Harrier, a znacznie później Lockheed Martin F-35 Lightning II , od tego czasu zademonstrował potencjał myśliwców VTOL.

Operatorzy

NIEMCY

Dane techniczne (VJ 101C X-1)

Dane z Jane's All the World's Aircraft 1966-67, Macdonald Aircraft Handbook

Charakterystyka ogólna

  • Załoga: 1
  • Długość: 15,7 m (51 stóp 6 cali)
  • Rozpiętość skrzydeł: 6,61 m (21 stóp 8 cali)
  • Wysokość: 4,1 m (13 stóp 5 cali)
  • Maksymalna masa startowa: 6000 kg (13228 funtów) dla VTOL
( X-2 ; 8000 kg (17637 funtów) MTOW dla VTOL z podgrzewanymi silnikami końcówek skrzydeł)
( X-2 ; 4x ponownie ogrzany RB.145 w kapsułach na końcach skrzydeł + 2x nieogrzewane dysze nośne w kadłubie)

Wydajność

  • Maksymalna prędkość: Mach 1,08 (osiągnięta)
  • Minimalna prędkość lotu w stanie czystym: 260 km / h (162 mph; 140 kn)

Zobacz też

Samoloty o porównywalnej roli, konfiguracji i epoce

Notatki

Bibliografia

  •   Buttlera, Tony'ego i Jeana-Louisa Delezenne'a. X-Planes of Europe: Secret Research Aircraft ze złotego wieku 1946-1974 . Manchester, Wielka Brytania: Hikoki Publications, 2012. ISBN 978-1-902-10921-3
  •   Elliott, Cyryl; Goodwin, John (2001). „Rozdział piąty: Pionowy start i lądowanie”. Fast Jets - Historia rozwoju przegrzania w Derby . R-RHT . s. 71–75. ISBN 1-872922-20-1 . Seria techniczna nr 5.
  •   Hirschel, Ernst Heinrich., Horst Prem i Gero Madelung. Badania lotnicze w Niemczech: od Lilienthala do dziś . Springer Science & Business Media, 2012. ISBN 3-642-18484-7 .
  •   Rogers, Mike. VTOL: wojskowy samolot badawczy . Nowy Jork: Orion Books, 1989. ISBN 0-517-57684-8 .
  •   Winchester, Jim. "EWR-Sud VJ 101C (1962)". Samoloty X i prototypy . Londyn: Amber Books Ltd., 2005. ISBN 1-904687-40-7 .
  • Zielony, William. Podręcznik samolotu Macdonald . Londyn: Macdonald & Co. (wydawcy) Ltd., 1964.

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=EWR_VJ_101&oldid=1112174172 ”