Plano experimental con el ala de barrido inverso Grumman X-29
Ala de barrido hacia atrás (CBS)
Se sabe que en los aviones con un ala de barrido recto, el flujo de aire que se aproxima fluye desde la raíz hasta la punta y forma dos torbellinos poderosos que descienden de allí. En este caso, la resistencia creada por la estela (el flujo de aire en forma de vórtices, que rompe las puntas de las alas de la aeronave en vuelo) se denomina inductiva. En el caso de KOS, el desbordamiento se produce en la dirección opuesta, desde la punta hasta el fuselaje, mientras que el chorro de corriente paralela tiene una intensidad más baja, lo que conduce a una disminución significativa de la resistencia inductiva. En este caso, la ubicación en la zona de acción del chorro de reactivación detrás del ala del barrido inverso de pequeñas superficies de control aerodinámico conduce a un aumento en la maniobrabilidad de la aeronave.
El hecho de que la aeronave con KOS tenga un margen significativamente menor de estabilidad estática también contribuye a un aumento en la maniobrabilidad de la aeronave. Esto se logra debido a que el enfoque aerodinámico de una aeronave con KOS es mucho más fácil de combinar con su centro de masa, en lugar de usar un ala de barrido recto. Otra ventaja de este esquema es que es posible distribuir más uniformemente la fuerza de elevación a lo largo del tramo, lo que a su vez conduce a un cálculo simplificado del ala y contribuye a la mejora de la capacidad de control y las cualidades aerodinámicas.
La ventaja de la disposición de la EDAR en el desarrollo de aviones de pasajeros, militares o de transporte es que el mástil de ala masiva se ubica muy por detrás del centro de masa de la aeronave, donde se encuentra el compartimiento de pasajeros o el compartimento de bombas. Todos estos hechos fueron conocidos por los diseñadores y científicos en los años de la Segunda Guerra Mundial. De vuelta en 1944, se diseñó un avión experimental en la Alemania nazi: un bombardero pesado Ju-287 con un ala barrida hacia atrás. Este prototipo, debido a la baja prioridad del programa y la gran cantidad de problemas que surgieron durante el trabajo en ellos, no fue más allá del marco de los prototipos ordinarios, aunque en vuelo,.
¿Qué impidió la realización del conocimiento? El ala barrida hacia atrás en realidad se implementó en algunas muestras de equipo de aviación. El hecho es que el ala barrida hacia atrás tenía uno, pero un inconveniente muy abrumador: esta ala es un diseño muy inestable en términos de refuerzo. Bajo la acción del flujo de aire, el ala de barrido inverso tiende a doblarse. Este proceso ha recibido la designación de divergencia aerodinámica. Puede combatir este proceso haciendo que el diseño del ala de barrido inverso sea absolutamente rígido. Pero esta decisión, a su vez, condujo a un fuerte aumento en la masa de la aeronave. Por lo tanto, durante muchos años, la idea de un avión con KOS no pudo obtener un desarrollo lógico y una incorporación en el metal.
Grumman X-29
A partir del año 1977, los Estados Unidos comenzaron a realizar investigaciones que tenían como objetivo estudiar esquemas prometedores para aviones de combate altamente maniobrables. Este programa se llevó a cabo bajo la dirección de DARPA. En 1980, Grumman, General Dynamic y Rockwell crearon proyectos con aviones de ala barrida hacia atrás. Para corroborar las configuraciones presentadas por ellos, se realizaron pruebas de modelos de aeronaves en túneles de viento. Después de revisar los proyectos presentados, DARPA eligió a Grumman. En diciembre, 1981, la compañía recibió un contrato por 80 millones de dólares, que contemplaba la construcción de dos aviones experimentales, que recibió la designación Grumman X-29A.
El avión experimental Grumman X-29A se construyó con un "pato" aerodinámico y con un ala hacia atrás. Además, la aeronave recibió una cola horizontal frontal de círculo completo (GIP), que podría interactuar aerodinámicamente con el ala de la aeronave. El larguero del alerón delantero estaba hecho de aleación de titanio con soldadura eléctrica. El larguero trasero, así como los conjuntos de fuerzas transversales y longitudinales fueron hechos de aleación de aluminio. Tres alerones de ala estaban localizados a lo largo del tramo de ala.
Fue CBS lo que destacó en X-29A. En la parte raíz, ocupaba la longitud del fuselaje del avión 2 / 3. La resistencia del ala se logró mediante el uso de un cajón soldado de titanio y otras aleaciones ligeras. Los revestimientos de las alas superior e inferior se hicieron de una sola pieza a partir de un material especial CFRP (plástico reforzado con carbono). En los extremos del ala, la piel se pegó directamente desde las capas 156 de este material. Esta piel tenía un nivel de fuerza muy alto con una masa bastante pequeña. El barrido del ala en el cuarto acorde fue igual a los grados 34, mientras que el ala pudo soportar incluso cargas muy altas.
El fuselaje semi-monocasco X-29 estaba hecho de aleaciones de aluminio. La cubierta de la cabina se abrió y se abrió con la ayuda de cilindros hidráulicos especiales. La cabina se selló, se instaló el asiento de expulsión de Martin-Baker GRQ7A. En los lados del fuselaje del automóvil, a partir de la raíz del ala, había nódulos, que terminaban en guardias desviables para controlar los remolinos, que descendían del ala del avión. Además de esto, las aletas podrían usarse para facilitar el desprendimiento de la rueda de morro del avión en el despegue, aumentando la fuerza de elevación cuando el avión se acerca al aterrizaje, así como con el PGO y los alerones colgados para equilibrar el coche. La quilla y el plano de la aeronave también estaban hechos de aleaciones de aluminio.
El chasis del avión experimental se hizo de tres puntos, con bastidores de una rueda. El chasis estaba equipado con amortiguadores neumáticos de aceite de la empresa Menasco, así como neumáticos y ruedas de la empresa Goodrich. Todos los bastidores del tren de aterrizaje de la aeronave se retiraron girando hacia adelante. El avión utilizaba tomas de aire laterales y planas. Como planta de energía, el motor utilizado fue General Electric »F404-GE-400, que posee un esquema de dos ejes y un grado de bypass 0,34. El stock de combustible estaba ubicado en dos tanques blandos en el fuselaje de la aeronave, así como en compartimientos-tanques en la raíz del ala. Por encima de todo, el avión tenía una unidad de potencia auxiliar, que proporcionaba el accionamiento para generadores de emergencia y bombas hidráulicas.
A bordo del Grumman X-29, se instaló un EDSU digital especial: el sistema de control eléctrico Honeywell de la compañía, que tiene una redundancia triple. Inicialmente, el X-29 tenía un diseño estáticamente inestable que le permitía maniobrar muy intensamente. Al mismo tiempo, el EDSU proporcionó estabilidad artificial a la aeronave, llevando a cabo una deflexión coordinada del CG, cubiertas del fuselaje y alerones. También en el avión se instalaron equipos radioelectrónicos completos, que incluían el sistema de curso espacial Lytton LR-80 y otros equipos de navegación. Además, el avión tenía el sistema de identificación Teledyne RT-1063B / APX-101V y el equipo de comunicaciones Magnevox AN / ARC-164 que operaba en el rango de longitud de onda del decímetro. El sistema de navegación inercial apareció en la segunda muestra experimental.
Una tarea importante en el desarrollo de X-29 era reducir el costo de la aeronave. Por esta razón, la empresa Grumman se utilizó ampliamente en la construcción de unidades y componentes de máquinas existentes: el tren de aterrizaje de morro y la cabina del F-5A Freedom Fighter, el tren de aterrizaje principal y los tanques de combustible del F-16 Fighting Falcon, la central eléctrica era una versión "media". como en el Hornet F / A-18, filtros hidráulicos del avión Grumman E-2C.
El avión experimental Grumman X-29 fue diseñado para volar a una velocidad supersónica relativamente pequeña, la estabilidad estática de la máquina en vuelo se proporcionó por medios artificiales. El primer vuelo de la aeronave hizo 14 diciembre 1984 del año. El avión X-29А se utilizó para llevar a cabo la evaluación inicial de las características de pilotaje y vuelo de un avión con un ala barrida hacia adelante. Los corresponsales que cubrieron su vuelo quedaron encantados con el nuevo avión y su apariencia. Los periodistas que están acostumbrados al tipo tradicional de aviones a reacción con un ala barrida recta, incluso creían que el avión volaba hacia atrás. En este caso, el avión voló con bastante intensidad. A veces realizó hasta 4 vuelos por día, en promedio, realizó vuelos 8 cada mes. Durante los vuelos de prueba, la aeronave pudo alcanzar la altura máxima de los medidores 15 500, la velocidad M = 1,47 y el ángulo de ataque de los grados 22,5. También fue posible lograr una sobrecarga en 6,4g (80% del valor máximo calculado) durante la ejecución de giros forzados.
Las pruebas de vuelo de la aeronave experimental confirmaron los resultados que ya se obtuvieron al realizar purgas en túneles de viento. La máquina no cayó en vuelo, incluso con ángulos de ataque muy grandes, y mantuvo la capacidad de cometer una tirada controlada, incluso a velocidades de vuelo suficientemente bajas. En el otoño de 1988, el primer avión participó en una serie de pruebas cuyo objetivo principal era evaluar la maniobrabilidad de combate del avión como parte del programa de desarrollo de la base de datos de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos, que compararía y determinaría cuantitativamente los parámetros de maniobrabilidad del avión.
El segundo plano, Grumman X-29, realizó el primer vuelo del 18 en mayo, 1989. Se utilizó para realizar investigaciones sobre el límite de la maniobrabilidad durante los vuelos en ángulos de ataque elevados. En este plano logró alcanzar un ángulo de ataque muy alto - grados 67. Además, el cliente potencial de la Fuerza Aérea Americana estimó la idoneidad del esquema de "pato" con un ala barrida hacia atrás y con tres superficies controladas por el tono: superficies de dirección de ala, PGO y escudos de fuselaje. También se evaluaron las capacidades del avión CBS para lograr una alta velocidad angular de rotación y control de balanceo cuando se vuela en ángulos de ataque altos. La máquina experimental podría mantener un buen manejo en ángulos de ataque a grados 45.
Sin embargo, en el futuro, se decidió abandonar el uso y la continuación de las pruebas del avión Grumman X-29. Las ideas de construir un avión de combate con un alerón delantero tampoco se implementaron. Las razones fueron que las ventajas aerodinámicas del uso de KOS, desde el punto de vista de los militares estadounidenses, no fueron tan altas como se esperaba. Además, durante la implementación del programa, se identificaron serias dificultades con la creación de una EDSU para tal aeronave debido a la presencia de serias dificultades para eliminar las conexiones cruzadas cuando se opera la máquina. Además de eso, durante el desarrollo y las pruebas de Grumman X-29, se hizo hincapié en los requisitos para un nuevo avión de combate: la velocidad de vuelo de crucero supersónico llegó a la vanguardia al tiempo que mantuvo una velocidad máxima suficientemente grande y una visibilidad reducida. Al mismo tiempo, cuando se usa CBS, las características de velocidad máxima se deterioran debido a un aumento en la resistencia de las olas a una velocidad de vuelo supersónica.
El costo total del programa para la creación y prueba de dos aviones experimentales fue de aproximadamente 250 millones de dólares. Al mismo tiempo, el programa de prueba del primer X-29 finalizó en diciembre 2 1988 del año después de realizar vuelos 254, el segundo - septiembre 30 de 1991 años después de realizar vuelos 120. El número total de vuelos llegó a 374. Esto es más que para todos los demás aviones estadounidenses con la letra X en el índice. Actualmente, los aviones se utilizan como muestras de exposición.
Rendimiento de vuelo de Grumman X-29:
Dimensiones: envergadura - 8,29 m, longitud - 16,44 m, altura - 4,36 m, área del ala - 17,54 m2.
Peso de la aeronave vacío - 6260 kg, despegue máximo - 8074 kg.
La central eléctrica 1 TRDDF General Electric F404-GE-400, el empuje máximo en el dispositivo de poscombustión - 7260 kgf.
La velocidad máxima de vuelo alcanzada es 1770 km / h (M = 1,48).
Techo práctico - 16 670 m.
Tripulación - 1 hombre.
Fuentes de información:
http://www.airwar.ru/enc/xplane/x29.html
http://www.dogswar.ru/oryjeinaia-ekzotika/aviaciia/4514-eksperimentalnyi-sam.html
http://aviadejavu.ru/Site/Crafts/Craft22096.htm
http://thebrigade.thechive.com/2014/11/12/experimenting-with-a-forward-swept-wing-grumman-x-29-41-hq-photos (фото)
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