Military Review

Fuselaje volador Northrop M2-F2 y HL-10

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Northrop HL-10 es uno de los aviones 5 del Centro de Investigación de Vuelo Edwards de la NASA (Dryda, California). Estas máquinas fueron construidas para estudiar y probar las posibilidades de maniobra segura y aparatos de aterrizaje con baja calidad aerodinámica después de regresar del espacio. Los estudios que utilizaron HL-10 y otros dispositivos similares se realizaron en julio 1966 - Noviembre 1975 del año.




Basado en estudios teóricos al comienzo de 1950, el cono de nariz romo se consideró la forma más óptima para el jefe de misiles balísticos prometedores. Al ingresar a la atmósfera, una onda de choque desconectada que ocurre frente a un aparato con una cabeza de este tipo reduce significativamente las cargas térmicas y permite un aumento de la masa de la ojiva al reducir el grosor de los recubrimientos protectores térmicos.

Los especialistas de NACA que participaron en estos estudios encontraron que esta relación persiste en la mitad de los conos. También revelaron otra característica: durante el flujo hipersónico, la diferencia en la presión de flujo hacia las superficies inferiores y superiores crea una fuerza de elevación, lo que aumenta significativamente la maniobrabilidad de la aeronave durante la desorbitación.



Los dispositivos con un estuche (este esquema recibió este nombre), según sus características de planificación, ocupan una posición intermedia entre las cápsulas balísticas y los planos orbitales. Además, el uso de cápsulas reducidas en la composición de las naves espaciales tripuladas requiere costos de lanzamiento y devolución significativos. Las ventajas de los "rodamientos" incluyen una alta excelencia estructural, un uso reutilizable, un menor costo de desarrollo en comparación con las videoconferencias tradicionales, etc.

Especialistas de laboratorio ellos. Ames, (en adelante el Centro Ames), fue diseñado como modelo del dispositivo en forma de medio cono embotado, que tiene una superficie superior plana. Para la estabilidad de la carretera se suponía que se usarían dos quillas verticales, que continuaban en el contorno del fuselaje. La nave espacial devuelta de esta configuración recibió el nombre de M2.

Se llevaron a cabo estudios similares en el Centro Langley. Los empleados han calculado varios esquemas para VKS con un estuche portátil. El más prometedor de estos fue el proyecto HL-10 ("Aterrizaje horizontal"; 10 es el número de secuencia del modelo propuesto). El HL-10 tenía una forma casi redonda en el medio de la superficie media con tres quillas, una parte inferior plana y ligeramente arqueada.

Dado el alto rendimiento de los dispositivos de la NASA, junto con la fuerza aérea en 1961, consideraron propuestas para su uso en el programa lunar para el regreso de los astronautas. Sin embargo, los proyectos no fueron aceptados. A pesar de la reducción en la financiación de proyectos piloto, este trabajo continuó a través de los esfuerzos de los entusiastas. Un modelo de avión fabricó un modelo a escala del dispositivo y realizó pruebas de lanzamiento. El éxito real permitió que los registros de las pruebas se demostraran al liderazgo de los Centros Dryden y Ames. El primero asignó dólares 10000 de los fondos de reserva para la fabricación de un aparato a gran escala y el segundo acordó realizar pruebas aerodinámicas. El dispositivo recibió la designación M2-F1.



El modelo de seis metros estaba hecho de tubos de aluminio (estructura de poder) y madera contrachapada (caja). Un par de elevones fue montado en el borde superior de la sección de cola. Las quillas de aluminio externas estaban equipadas con timones. Los buenos resultados de la purga permitieron proceder a las pruebas de rodaje. Pero la falta de un medio adecuado para la aceleración forzó la compra de un "Pontiac" con un motor forzado, que proporciona la aceleración del modelo 450-kg a 160 - 195 km / h. Los controles tuvieron poca eficiencia y no proporcionaron la estabilización requerida del producto. El problema se resolvió abandonando la quilla central y mejorando las superficies de control.

En una serie de carreras, el modelo se elevó por encima del suelo a una altura de 6 M. El éxito de las pruebas permitió a los participantes del proyecto persuadir al director del Centro de Dryden para que separara el vehículo para auto-planificación del auto. Después de eso, comenzaron las pruebas de lanzamiento del modelo, el vehículo fue remolcado por un avión C-47 a 3 - 4 en altitudes de km. El primer planificador de vuelo tuvo lugar en agosto 16 1963. En general, el M2-F1 ha demostrado una buena estabilidad y control.

El espectacular vuelo del dispositivo, así como el bajo costo del trabajo realizado, permitieron ampliar el trabajo sobre este tema.

En medio de 1964, la agencia aeroespacial de los EE. UU., NASA, firmó un contrato con Northrop para la construcción de dos dispositivos reutilizables de metal sin alas con un cuerpo principal. Los nuevos dispositivos asignados a la designación HL-10 y M2-F2 difieren en el perfil del cuerpo de soporte.



En apariencia, el M2-F2 básicamente repitió el M2-F1: un semicono con una superficie plana superior estaba equipado con un par de quillas verticales sin elevones externos, los timones podrían usarse como placas de freno. Para ampliar la revisión, la cabina se desplazó hacia adelante y el calcetín tenía acristalamiento. Para reducir la resistencia y mejorar las condiciones de flujo, el caso del modelo se alarga un poco. En la sección de la cola del M2-F2, hay una aleta de control del paso ventral, la superficie superior del casco se completó con un par de aletas elevadoras, que proporcionaron control de balanceo en antifase.

Case Northrop HL-10 era un semicono invertido con una parte superior redondeada del fuselaje y una parte inferior plana. Además, había una quilla central. En la sección de la cola, se instalaron dos elevaciones trapezoidales con placas pequeñas. En las quillas exteriores se montaron los paneles de balanceo, y la quilla central, el timón dividido. Los paneles de equilibrio y las aletas de los elevones se utilizaron para la estabilización solo durante el vuelo trans y supersónico. Al planificar después del sitio activo a una velocidad de M = 0,6 - 0,8, se fijaron para evitar una disminución brusca de la calidad aerodinámica en el momento del aterrizaje. La velocidad de aterrizaje estimada debería haber sido alrededor de 360 km / h.

Dado que los aviones con alas de cohete se desarrollaron bajo restricciones financieras bastante estrictas, para ahorrar dinero, los vehículos se completaron con unidades y elementos ya preparados: el tren de aterrizaje principal fue tomado del caza F-5, el asiento de expulsión - el caza F-106 y el caza T-39.

El equipo de instrumentación de la aeronave también se distinguió por su simplicidad: durante los primeros vuelos incluso no tenían sensores de posición espacial. Los principales instrumentos de medición son el acelerómetro, el altímetro, los sensores de velocidad, el deslizamiento y el ángulo de ataque.

Ambos vehículos estaban equipados con un motor XLR-11 (empuje 3,6 t), que se utilizó poco en un avión X-15. Para aumentar el alcance durante un aterrizaje de emergencia, M2-F2 y HL-10 montan motores de cohete propulsor líquido montados que funcionan con peróxido de hidrógeno.

Los modelos de tanques de combustible al realizar pruebas de lanzamiento se llenaron con una masa de agua de 1,81 toneladas.

12 Julio 1966, tuvo lugar el primer vuelo de planificación M2-F2. El modelo de masa 2,67 ton se separó de B-52 a una altura de 13500 m a una velocidad de M = 0,6 (697 km / h). La duración del vuelo autónomo fue 3 min 37 segundos. 10 Mayo 1967, ocurrió un aterrizaje de emergencia. El motivo de la pérdida de control fue el "paso holandés", durante el cual el ángulo del talón era de 140 grados.



Decidieron restaurar el aparato en mal estado modificando el diseño. Para proporcionar estabilidad lateral al modelo, que recibió la designación M2-F3, se instalaron una quilla central y bloques de motores a reacción del sistema de control.

La prueba de tiro se reanudó en junio 1970. Seis meses después, el primer vuelo tuvo lugar con la inclusión de un motor de cohete líquido de crucero. En la etapa final de las pruebas, que terminó en 1972, se utilizó M2-F3 para resolver varias tareas auxiliares, incluido el desarrollo de un sistema de control remoto en el marco del programa Space Shuttle. Las características de vuelo del modelo también se evaluaron con modos de vuelo de velocidad-altitud extremos.

En diciembre, el 1966 del año comenzó las pruebas de lanzamiento del aparato HL-10. B-52 también fue utilizado para ellos. El primer vuelo autónomo se complicó por problemas graves: el control en la dirección transversal fue extremadamente insatisfactorio, la eficiencia de los elevones durante los giros se redujo drásticamente. La deficiencia se eliminó mediante un refinamiento sustancial de las carinas externas, que formaron una corriente sobre las superficies de control.

En la primavera de 1968, los vuelos de planificación de Northrop HL-10 continuaron. El primer lanzamiento del motor de cohete propulsante líquido sostenido tuvo lugar en octubre, el 1968 del año.

El HL-10 también se usó en interés del Transbordador espacial. Los dos últimos vuelos del vehículo, realizados en el verano de 1970, se dedicaron a trabajar en el aterrizaje con la central eléctrica encendida. Con este fin, XLR-11 fue reemplazado por tres motores de cohetes líquidos para el peróxido de hidrógeno.

El experimento generalmente se consideró exitoso: los motores que funcionaron durante el aterrizaje redujeron el ángulo de la trayectoria de planeo de 18 a 6 grados. Sin embargo, el piloto del dispositivo observó que a pesar del trabajo de orientación en tierra, hubo algunas dificultades para determinar el momento de inclusión de los motores de cohetes.

Durante todo el período de prueba, HL-10 completó los inicios de 37. Al mismo tiempo, el modelo estableció la altura de vuelo récord (27,5 km) y la velocidad (M = 1,86) para los planos de cohetes con un estuche de transporte.

Características de rendimiento:
Longitud - 6,45 m;
Altura - 2,92 m;
Envergadura - 4,15 m;
Área de ala - 14,9 m²;
Peso en vacío - 2397 kg;
Peso completo - 2721 kg;
Peso máximo de despegue - 4540 kg (combustible - 1604 kg);
La planta de energía es un motor cohete de cuatro cámaras XLR-11 de Reaction Motors (empuje a 35,7 kN);
Rango de vuelo - 72 km;
Techo práctico - 27524 m;
Velocidad máxima - 1976 km / h;
Coeficiente de empuje por unidad de peso 1: 0,99;
Ala carga - 304,7 kg / m²;
Tripulación - 1 hombre.

Basado en materiales:
http://www.walkinspace.ru
http://crimso.msk.ru
http://zona58.ru


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10 comentarios
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  1. Nukem999
    Nukem999 18 Septiembre 2013 09: 07
    0
    .......................
    1. Viejo escéptico
      Viejo escéptico 18 Septiembre 2013 10: 26
      0
      Bueno, muy parecido a nuestra "Espiral"
      1. Nukem999
        Nukem999 18 Septiembre 2013 10: 45
        0
        La espiral era una copia
        Primer vuelo 1976

        Northrop M2-F2 Primer vuelo 12 de julio de 1966
        1. Taoísta
          Taoísta 18 Septiembre 2013 12: 26
          +6
          Sí, todavía llaman a Buran una copia del Transbordador ... Chicos, cuánto pueden no entender una simple verdad: la similitud externa está dictada por la similitud de tareas. La aerodinámica es la misma para todos. Pero la construcción es completamente diferente ... La espiral es una videoconferencia (y nunca ha volado, ya que el avión acelerador no se construyó), pero de qué estás hablando es del MiG-105.11, o "zapato de bastón", un avión experimental para practicar aerodinámica. así como el "milagro" estadounidense dado aquí. Y ni siquiera está cerca de una copia ...
          1. 0255
            0255 18 Septiembre 2013 13: 04
            -2
            Sí, todavía llamas a Buran una copia del Shuttle ...

            mire el sitio buran.ru - y descubrirá que la Espiral fue abandonada, cuando la inteligencia soviética se enteró de cómo se vería la lanzadera, decidieron que copiar la apariencia de la lanzadera americana tendría menos riesgos técnicos. Los expertos soviéticos consideraron que el Transbordador nunca valdría la pena en vida, pero decidieron que, dado que se estaba creando una nave espacial de este tipo, no era solo eso, y era necesario crear un análogo. Y crearon "Buran", que resultó ser más genial que el "Shuttle", pero igualmente costoso de operar.
            Y los diseñadores estadounidenses sacaron descaradamente dinero del estado para su proyecto, y ellos mismos ni siquiera sabían para qué podía ser útil el Shuttle. Querían invertir menos dinero y obtener más dinero. El transbordador fue útil solo para presumir, para mostrar al mundo (especialmente a la URSS) que Estados Unidos es tan genial, el primero en crear una nave espacial reutilizable después de aterrizar en la luna en 1971, por delante de un enemigo potencial.
            1. Taoísta
              Taoísta 18 Septiembre 2013 14: 01
              +2
              Concepto, sí. Pero no construcción. Considerando el hecho de que tanto el Helix como el Shuttle fueron creados principalmente para uso militar. Pero si Spiral es un reconocimiento e interceptor de satélites, entonces no se ha inventado un concepto coherente del uso de combate del transbordador. Pero utilizarlo como barco de transporte resultó caro e ineficaz. Nuestra variante con Buran fue aún más interesante porque la combinación Buran-Energia era de usos múltiples. Aquí, un aeroespacial de maniobras y un vehículo de lanzamiento súper pesado (otra pregunta es que no había una carga útil correspondiente para este vehículo de lanzamiento en ese momento) La espiral no era adecuada para lanzar la carga útil en principio ... Así que hubo varias razones para rechazar su desarrollo.
              Y nadie copió la imagen: modos de vuelo similares conllevan formas aerodinámicas similares. - Más aún, ya que estos últimos se elaboraron con la ayuda del mismo Hog ...
              1. 0255
                0255 18 Septiembre 2013 16: 17
                -3
                Pero si la Espiral es un reconocimiento e interceptor de satélites, entonces no se les ocurrió un concepto inteligible para el uso en combate del transbordador.

                En la etapa de estudios conceptuales de la aparición del nuevo sistema de transporte, se reemplazó un enfoque fundamental del diseño: en lugar de crear un aparato para fines específicos dentro de los fondos asignados, los desarrolladores comenzaron a cualquier costo, "tirando de las orejas" a los cálculos económicos y las condiciones operativas futuras, para salvar el proyecto de lanzadera existente, salvando lo creado instalaciones de producción y puestos de trabajo. En otras palabras, no fue el transbordador el que se diseñó para las tareas, sino que las tareas y la justificación económica se ajustaron a su proyecto con el fin de salvar la industria y la astronáutica tripulada estadounidense. Este enfoque fue "impulsado" en el Congreso por el lobby "espacial", que consistía en senadores que provenían de los estados "aeroespaciales", principalmente Florida y California.

                Tal enfoque y desconcertaron a los expertos soviéticos que no entendían los verdaderos motivos para decidir desarrollar el transbordador. Después de todo, los cálculos de verificación de la eficiencia económica declarada del transbordador, llevados a cabo en la URSS, mostraron que los costos de su creación y operación nunca valdrán la pena (¡y resultó así!), Y el tráfico de carga estimado Tierra-Órbita-Tierra no se proporcionó con cargas útiles reales o proyectadas. Sin conocer los planes futuros para una importante estación espacial, nuestros expertos formaron la opinión de que los estadounidenses se están preparando para algo - después de todo, se estaba creando un aparato, cuyas capacidades anticipaban significativamente todos los objetivos previsibles en el uso del espacio ... La participación del Departamento de Defensa de los Estados Unidos en la determinación de la futura aparición del transbordador "vertió petróleo en el fuego" de desconfianza, miedos e incertidumbre. Pero no podía ser de otra manera, porque el rechazo de los vehículos de lanzamiento desechables hizo que los transbordadores también fueran lanzados por todos los dispositivos prometedores del Ministerio de Defensa, la CIA y la Agencia de Seguridad Nacional de Estados Unidos.

                fuente http://buran.ru/htm/shuttle.htm
                Mi opinión es que el concepto de Shuttle es obtener más dinero del estado, Buran es ponerse al día y superar a América.
      2. Jasorgho
        Jasorgho 18 Septiembre 2013 12: 54
        -1
        más bien lo contrario)
  2. 0255
    0255 18 Septiembre 2013 13: 08
    0
    Quiero volar en ese dispositivo))) Sabía que la compañía Northrop creó tales aviones, busqué información sobre ellos, pero no pude encontrarlo. Y luego hay un video sobre sus vuelos. Gracias al autor Lo que no ocurrió en la década de 1960-1970)))
  3. Des10
    Des10 18 Septiembre 2013 19: 03
    0
    Incluso antes del primer vuelo de Energy, en una conversación con un ingeniero, llamé la atención sobre la similitud de Shuttle y Buran. Él, por supuesto, respondió que "
    Cita: taoísta
    modos de vuelo similares implican formas aerodinámicas similares.
    Al mismo tiempo, cuando surgen disputas creativas, se podía escuchar: - Y ahora veamos cómo se hace con ellas.
    1. Taoísta
      Taoísta 18 Septiembre 2013 22: 06
      +1
      Cita: Des10
      Al mismo tiempo, cuando surgen disputas creativas, se podía escuchar: - Y ahora veamos cómo se hace con ellas.


      Naturalmente, este es el enfoque normal para cualquier diseño de ingeniería. Pero ver "cómo lo han hecho" no significa "copiar". Buran se diferenciaba del Shuttle en casi todo, desde el sistema de propulsión y el sistema de lanzamiento hasta el sistema de control y el sistema de rescate ... Tu 29) pero el caso de Buran claramente no es de esta cohorte.
      1. Des10
        Des10 19 Septiembre 2013 12: 20
        0
        Por supuesto, no se pensó en insinuar una copia directa. Estoy hablando de otra cosa: había algo que ver, comparar.