Aviones con experiencia F-16XL
En febrero, 1980, General Dynamics, propuso usar una versión del Fighting Falcon con una forma de ala radicalmente modificada, propuesto originalmente para su uso en aviones supersónicos de tipo Concorde. El proyecto se denominó SCAMP (Supersonic Cruise and Maneuvering Program), y luego pasó a llamarse F-16XL. El ala triangular deltoidea con un doble barrido a lo largo del borde delantero tenía un área total de 58.8 metros cuadrados (más del doble del tamaño del ala estándar F-16).
Los objetivos de la investigación fueron formas innovadoras y la curvatura del perfil del ala para asegurar una velocidad de crucero supersónica efectiva, mientras se mantiene la maniobrabilidad de los luchadores de sonido. Se suponía que el diseño proporcionaría una baja resistencia a altas velocidades subsónicas o supersónicas sin comprometer la maniobrabilidad a bajas velocidades.
El programa fue financiado originalmente por el fabricante e involucró a dos F-16A con experiencia. Al final de los 1980, la Fuerza Aérea de los Estados Unidos y General Dynamics acordaron un programa de pruebas conjunto, y la Fuerza Aérea proporcionó el tercer y quinto F-16 experimentado (número de tripulación А-3, número de serie 75-0747 y А-5, número de serie 75-0749) para Conversión a los prototipos F-16XL.
El fuselaje se extendió 142 cm a 16.5 metros a través de dos nuevas inserciones en las uniones entre los tres nodos principales del fuselaje: se colocó una inserción 66 y centímetro en el punto de división posterior del ala y el centímetro en la parte delantera. Sin embargo, el inserto trasero 76 y centímetro no era un segmento continuo de abajo hacia arriba. Tenía 66 pulgadas de largo, pero ya no se había visto. Debajo del ala, este inserto, el segmento de pulgadas 26 se inyectó directamente en la sección de popa del chasis principal, y las pulgadas de 26 todavía están pulgadas por encima del segmento de ala, pero 26 pulgadas más que el segmento de popa debajo del ala se insertan. Como resultado, esta inserción fue similar a la inversa "Z". Las extensiones del fuselaje hicieron posible biselar la sección de la cola hasta los grados 26, necesarios para evitar que la boquilla del motor toque la pista durante el despegue y el aterrizaje.
Por la misma razón, el XL no tiene carina ventral, pero no son necesarios para ello, ya que, en general, las características de estabilidad del XL resultaron ser más altas que las del F-16.
El inserto de sesenta y seis centímetros afectó la admisión de aire del motor con su parte inferior, porque el inserto delantero del fuselaje se aplicó solo a la parte superior del fuselaje. Como resultado, la entrada de aire del motor F-16XL resultó ser 66 cm más larga que la F-16A estándar.
La forma del ala en el plan se cambió al ala barrida con una fractura a lo largo del borde de ataque con un área de 120% más grande que el ala F-16 original. Con el fin de preservar el peso de la nueva ala, los materiales compuestos de carbono se utilizaron ampliamente en sus capas de revestimiento superior e inferior. Así, la economía de peso solo en alas hizo 272 kilogramo. El diseño del larguero de ala tiene un ángulo de barrido de 50º a 70º y se ha vuelto más pesado que el kilogramo original en el 1179. El aumento del volumen interno, tanto al alargar el fuselaje como al expandir el ala, aumentó los tanques de combustible internos en un 82%, y el área del ala aumentada aumentó el número de puntos de suspensión a 27 y aumentó la carga de combate casi 2 veces. A pesar del alargamiento resultante del fuselaje, la nueva designación XL no significa "Extra Large" (muy grande).
Al mejorar la forma del ala y optimizar la curvatura del perfil, la configuración final de la aeronave proporcionó una mejora del 25% en la elevación máxima relativa a F-16 a velocidades supersónicas y una mejora del 11% en el subsónico. El manejo del F-16XL fue bastante diferente del estándar F-16, proporcionando un vuelo más estable (suave) a altas velocidades y bajas altitudes. El resultado fue un caza muy eficiente con un ala grande que garantiza la integración de una gran cantidad de armas en las perchas externas.
El primero de los dos F-16XL (número de serie 75-0749) que se modificaron fue único y equipado con un turborreactor F100-PW-200. Por primera vez, fue criado en el cielo de julio 3 de 1982 del año por James McKinney. El segundo F-16XL (número de serie 75-0747) se equipó originalmente con un turborreactor General Electric F110-GE-100 con un peso de 13 toneladas. Se rehizo a partir de un avión prototipo 3 (número de cola A-3), que fue gravemente dañado en un accidente durante un aterrizaje en la jornada de puertas abiertas en agosto 1980. Al despegar del avión, el engranaje de la nariz se estrelló. Se decidió sentarse sin soltar el chasis. Como resultado, el avión resultó gravemente herido. Cuando el planeador llegó a Fort Worth para su uso en el programa XL, carecía de todo el frente del avión. En el proceso de reparación, se convirtió en un doble. Como un avión XL, fue lanzado por primera vez en el 29 de octubre 1982, pilotado por Alex Wolf y Jim McKinney por primera vez.
En marzo, el 1981 de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos anunció la creación de un nuevo caza táctico mejorado. General Dynamics ofreció para la competencia al caza F-16XL, y McDonnell Douglas, el F-15B Eagle de dos asientos. Debido a la mayor capacidad de combustible y la carga de combate, el F-16XL podía transportar dos veces más armas que el F-16 y tenía un aumento del rango de 40%. El aumento de la carga de combate se podría colocar en 27 y en las unidades de suspensión ubicadas de la siguiente manera:
16 debajo de las alas en 340 kg cada uno
4 para suspensión de misiles AMRAAM AIM-120, parcialmente oculta en la raíz del ala
2 en las puntas de las alas
1 pilón ventral central
2 bajo las alas para municiones "pesadas"
2 en la parte inferior delantera del fuselaje para sistemas de infrarrojos de observación de navegación de baja altitud LANTIRN
Sin embargo, la suspensión "pesada" en cada ala estaba ubicada a la misma distancia del centro del fuselaje que las dos suspensiones convencionales. Esto significa que puede usar una suspensión “pesada” o dos convencionales, pero no ambas al mismo tiempo.
Además, cuando se colocó un tanque de combustible adicional en la suspensión "pesada", él cubrió físicamente otro punto de suspensión debajo del ala. Por lo tanto, con los tanques de combustible externos, el número máximo de puntos de suspensión para las armas en las alas se redujo a 10. Por otro lado, un dispositivo para colocar dos bombas también podría colocarse debajo del fuselaje. Sin el uso de tanques de combustible adicionales, la cantidad máxima de municiones de calibre 227 kg se aumentó a 16. El XL también podría llevar un tanque de combustible de un litro descargado por el 1100 debajo del fuselaje.
En febrero, la Fuerza Aérea de los EE. UU. 1984 anunció la preferencia por el caza McDonnell Douglas conocido como el F-15E Strike Eagle. Si el F-16XL ganara la competencia, el avión F-16E se produciría como single y como F-16F como dobles. El Ingeniero Líder del Proyecto XL, John G. Williams (John G. Williams) dijo: "XL es un avión maravilloso, pero fue una víctima de la Fuerza Aérea de los EE. UU. Que quería continuar produciendo F-15, lo cual es comprensible. A veces ganas estos juegos políticos, a veces no. Por la mayoría Los parámetros XL son superiores al F-15 como plano de asalto, pero el F-15 es lo suficientemente bueno ".
Después de perder 1985 en la competencia de verano en el Ministerio de Defensa, General Dynamics devolvió ambos F-16XL a Fort Worth, donde los guardó. Estas aeronaves hicieron salidas 437 y 361, respectivamente, y aunque la velocidad de crucero supersónica sin dispositivo de poscombustión fue el objetivo original del programa F-16XL, la aeronave nunca pudo implementarlo por completo.
Al final de 1988, ambos prototipos fueron retirados del almacenamiento por la NASA, donde se les asignaron los números de tablero 849 (А-5, # 75-0749) y 848 (А-3, # 75-0747). En la NASA, se utilizaron para estudiar el concepto de aerodinámica de ala para mejorar el flujo de aire durante el vuelo supersónico.
El primer F-16XL volvió a despegar en el 9 de marzo del 1989 del año y voló al Centro de Investigación de Vuelo Eames Dryden en la Base Aérea de Edwards. Este avión fue modificado para estudiar la influencia del movimiento de los flujos de vórtices a lo largo del ala. Para hacer esto, se hicieron millones de orificios diminutos con láser en la parte experimental de titanio del ala izquierda (los llamados guantes) (alrededor de 2500 orificios por pulgada cuadrada, solo medio metro cuadrado de orificios).
El propósito de este dispositivo, diseñado y construido por la División de Aeronaves de América del Norte de Rockwell International, era mantener (por succión activa) la capa límite del aire, asegurando su flujo laminar. Esta capa de aire turbulento, que generalmente se forma en la superficie del ala, afecta adversamente las características de vuelo, causando un aumento de la resistencia y el consumo de combustible. Al eliminar la capa turbulenta de aire, el flujo laminar toca la superficie del ala, creando mucha menos resistencia. La mejora de la NASA en el flujo laminar comenzó en 1926, cuando el predecesor de la NASA, el Comité Nacional de Asesoramiento Aeronáutico (NACA), fotografió la turbulencia del viento en el túnel de viento en su centro de investigación Langley en Hampton, Virginia. Se introdujo humo en la corriente de aire y se fotografió, mostrando signos visuales de turbulencia en la superficie superior del ala.
Los primeros estudios han dado lugar a recomendaciones para eliminar las fuentes de turbulencia y eliminar las cabezas de remaches sobresalientes y otras características de diseño que contribuyen a la aparición de turbulencias a altas velocidades de vuelo.
El primer vuelo con una nueva ala tuvo lugar en 3 el 1990 de mayo del año, el avión fue operado por el piloto Steve Ishmael (Steve Ishmael). En enero, 1995, realizó una serie de pruebas de velocidad con el avión SR-71 de la NASA. Las aeronaves se utilizaron para estudiar las características del auge sónico en el programa de creación de una aeronave supersónica de pasajeros. La velocidad durante estos vuelos de prueba varió desde Mach 1.25 a Mach 1.8. Durante el vuelo, los ingenieros registraron cómo las condiciones atmosféricas afectan las descargas acústicas.
Más tarde, la placa número uno fue entregada a la NASA en Langley, Virginia, donde ingresó en el programa de pruebas de vuelo para mejorar el rendimiento del vuelo durante el despegue y reducir el ruido del motor. Estaba pintado de negro con rayas amarillas y un fuselaje delantero blanco. El número de aeronave 849 regresó a la Base Aérea Edwards en el año 1995, donde participó en el estudio de los sonidos en conjunto con SR-71A.
El segundo F-16XL (dos plazas) fue entregado a la NASA con un motor experimental que tuvo que ser reemplazado antes de que comenzara la prueba de vuelo. La NASA adquirió el motor General Electric F110-129 con un rendimiento sorprendentemente bueno. La velocidad de crucero supersónica 1.1 Max se alcanzó accidentalmente al comienzo del programa a una altitud de 6000 metros. Se instalaron “guantes” pasivos (falda de espuma y fibra de vidrio) en el ala derecha para estudiar las características aerodinámicas a lo largo del borde de ataque a velocidades supersónicas, ruido y presión. Se instaló un nuevo carenado activo (el doble del tamaño del avión instalado anteriormente) hecho de espuma y fibra de vidrio alrededor de una sección compuesta de alta tecnología con una cubierta de titanio poroso en el ala izquierda. A pesar de la asimetría de las alas, el avión era fácil de volar.
El carenado tiene un grosor máximo de 63 mm y cubre 75% de la superficie del ala y 60% de su borde delantero. El contorno en forma de S del ala se extendió a lo largo del lado izquierdo hacia adelante para adaptarse mejor a la forma de ala propuesta del avión supersónico de pasajeros. La región activa (medio 66% de carenado) tiene al menos orificios láser 2500 y cubre al menos 0.9 metros cuadrados. Los orificios conducen a cavidades 20 debajo de la superficie del ala que se usa para controlar la succión en la superficie del ala. El carenado está pegado a la propia piel con resinas epoxi. Después de retirar la pintura de la aeronave, se aplicaron un par de capas de fibra de vidrio a la carcasa de material compuesto, actuando como protección de la piel al desmontar el carenado. Actualmente, este avión se utiliza como banco de pruebas en un proyecto de investigación de un flujo laminar supersónico.
características de performance de la aeronave:
Tripulación: una (dos en la segunda XL)
Longitud de la aeronave con boom PVD: 16.51 m
Envergadura: m 10.44
Altura: m 5.36
superficie de las alas: 61.59 m²
Peso de la aeronave vacío: 9980 kg
Peso máximo de despegue: 21800 kg.
Tipo de motor: turborreactor Pratt & Whitney F100-PW-200, General Electric F110-GE-129 (segundo avión)
Tracción: 54.5 kN, 76.3 kN (segundo plano)
Empuje máximo: 106.0 kN, 128.9 kN (segundo plano)
Velocidad máxima a la altitud 12000: 1.8 Mach / 2027 km / h, 2.05 Mach / 2253 km / h (segundo plano)
Velocidad de crucero: 965 km / h
Gama práctica: km 4590
Techo de servicio: 15 240 m
Velocidad de ascenso: 315 m / s
Sobrecarga máxima de funcionamiento: 9
Armamento: pistola de seis pistolas 20-mm General Electric M61A1 Vulcan (rondas 6000 por minuto, rondas 511)
Carga de combate: - 6800 kg en nodos 17 y suspensión
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