Экспериментальный самолет с вертикальным взлетом и посадкой «Short» SC.1

В августе 1954 года Министерство снабжения Великобритании заключило с фирмой «Short» (полное название Short Borthers & Harland Ltd of Belfast) контракт на постройку двух летающих прототипов самолета с вертикальным взлетом и посадкой под обозначением SC.1. В рабочих документах фирмы самолет именовался PD.11.
Постройка первого образца S.C.1 с регистрационным номером XG900 завершилась к декабрю 1956 года.
Так как основной целью летных испытаний было не достижение максимальной скорости, а исследование характеристик самолета при вертикальном взлете и посадке, конструкторы решили, что самолет не будет летать с большими скоростями. Это и определило аэродинамическую схему самолета.
Экспериментальный самолет вертикального взлета и посадки SC.1 представляет собой бесхвостку с треугольным крылом и однокилевым хвостовым оперением. Треугольное крыло было выбрано из соображений прочности и легкости конструкции. Его большая толщина в корневой части позволяла разместить там топливные баки. Отсутствие горизонтального оперения облегчало конструкцию самолета. Короткий фюзеляж с плоской нижней поверхностью скрывал в себе пять ТРД RB108.

Четыре подъемных двигателя стояли в центре масс вертикально, единым блоком, на платформе с карданным подвесом. Благодаря этому летчик мог изменять вектор тяги подъемных двигателей, наклоняя платформу в небольших пределах. Это техническое решение позволило уменьшить время, требуемое на переход от вертикального полета к горизонтальному и наоборот. Благодаря плотной компоновке, в случае отказа одного из подъемных двигателей, балансировка самолета практически не нарушалась.
Для обеспечения безопасности большой прямоугольный воздухозаборник двигателей закрывался сеткой. Сразу за кабиной летчика находился дополнительный воздухозаборник с управляемыми створками, которые поднимались во время горизонтального полета и улучшали питание воздухом подъемных двигателей.
Маршевый двигатель питался воздухом от одного над фюзеляжного ковшевого воздухозаборника.
При вертикальном взлете и посадке, а также на малых скоростях полета, когда аэродинамические рули теряли свою эффективность, управление осуществлялось с помощью реактивных сопел, установленных на концах крыла, в носовой и хвостовой части фюзеляжа. Трубопроводы подачи сжатого воздуха к соплам образовывали закольцованную систему и питались от компрессоров всех пяти двигателей. Тем самым обеспечивалась высокая надежность системы управления.

Управление клапанами реактивных сопел было связано с ручкой управления и педалями в кабине летчика.
Пилот находился в носовой части фюзеляжа, в сидячем положении. Большая площадь остекления обеспечивала ему прекрасный обзор, необходимый для вертикальных режимов полета. В кабине стояло катапультируемое сиденье Martin-Backer, позволяющее покидать машину на малых высотах и при малых скоростях полета, что было особенно важно для вертикально взлетающего самолета.
Самолет SC.1 отличался достаточно сложной системой управления силовой установкой. На переходных режимах она увеличивала тягу маршевого двигатели и уменьшала тягу подъемных ТРД так, чтобы сумма нарастающей подъемной силы крыла и тяги двигателей сохранялась неизменной и превышала вес самолета.
На второй опытный образец SC.1 (XG905) установили систему автоматической стабилизации на висении. Отклоняя ручку управления, летчик воздействовал через потенциометры на гироузел с тремя гироскопами, оттуда усиленные сигналы поступали на приводы, управляющие соплами и аэродинамическими поверхностями. Летом 1960 года аналогичную систему поставили и на первый образец SC.1
По мере возрастания скорости, когда эффективность аэродинамических рулей увеличивалась, струйные рули выключались.

Оригинально была решена проблема с запуском двигателей. На старте первым запускался маршевый двигатель. Сжатый воздух от его компрессора, через трубопроводы реактивной системы управления, направлялся на входы подъемных двигателей, раскручивая их компрессоры перед включением зажигания. Аналогичным образом происходил запуск подъемных двигателей в горизонтальном полете.
На SC.1 поставили трехстоечное шасси со сдвоенными колесами. Стойки шасси имели большой ход амортизации, чтобы обеспечить безопасную посадку с большой скоростью снижения, и два положения: переднее для обычного взлета и посадки, и заднее для вертикального взлета и посадки. В первом случае продольная ось самолета наклонялась к горизонту под углом 7 град., а во втором случае она располагалась горизонтально. Колеса шасси в посадочном положении становились свободно-ориентирующимися. Положение шасси выбиралось летчиком с помощью рычага, установленного в кабине.
7 декабря 1956 года первый из двух заказанных SC.1 был готов к началу наземных испытаний. Для проверки бортовых систем и газовок ТРД RB108 с «вертикальной» системой смазки, решили поставить подъемный двигатель вместо маршевого. При этом самолет пришлось закреплять на специальном пандусе, под углом 30 градусов, для стабильной работы системы смазки.

Статические испытания продлились десять дней. Конструкторы посчитали их удовлетворительными и приступили к фазе рулежных испытаний. Через три месяца первый самолет доставили на аэродром Boscombe Down. Так как на машине отсутствовали подъемные двигатели, верхний воздухозаборник зашили дюралевыми листами, а под-фюзеляжное прямоугольное отверстие закрыли обтекателем. В такой конфигурации 2 апреля 1957 года SC.1 совершил первый горизонтальный полет. В воздух самолет поднимал летчик-испытатель Tom Brooke-Smith. Через некоторое время машину перегнали в Belfast где на нее установили подъемные двигатели.
26 марта 1958 года SC.1 совершил первый вертикальный подлет на привязи. Первый свободный вертикальный взлет состоялся 24 октября 1958 года.
После того, как самолет налетал 24 часа, приступили к испытаниям в переходных режимах. Вначале на средних высотах скорость самолета постепенно уменьшали до 155-165 км/час, эта скорость была меньше скорости срыва и могла достигаться только за счет подъемной силы, создаваемой подъемными двигателями.
Кроме того, самолет выводился на переходные режимы после вертикального взлета путем наклона платформы с подъемными двигателями, что создавало небольшую горизонтальную тягу. Скорость самолета увеличивалась ступенчато и доводилась до 130 км/час.

На втором опытном образце переходные режимы были исследованы с увеличением скорости до 55 км/час после вертикального взлета.
Летчики-испытатели сообщали, что на скорости полета около 220 км/ч возникает сильный кабрирующий момент, для его парирования им приходилось уменьшить тягу маршевого двигателя, тормозя SC.1 до скорости 165 км/ч. На основании испытаний в аэродинамической трубе конструкторы предвидели такое поведение, но величину кабрирующего момента они недооценили. Поведение машины быстро откорректировали изменением передаточного числа в системе управления рулями высоты.
Обследование перехода от режима висения к горизонтальному полету и, наоборот, во всем диапазоне скоростей задержалось ввиду трудностей управления при уменьшении горизонтальной скорости и увеличении тяги двигателей, создающих подъемную силу.
В 1958 году автоматическая система управления и первый экземпляр SC.1, без подъемных двигателей, демонстрировались на выставке в Фарнборо.
6 апреля 1960 года в Бедфорде (Bedford) прошел первый полет «по полному профилю», с вертикальным взлетом и посадкой.

На выставке в Фарнборо 1960 года «Short» решилась на публичные вертикальные полеты. Первый взлет SC.1 оказался неудачным. В воздухозаборники подъемных двигателей набилась свежескошенная трава, и машина осталась на земле. Престиж страны организатора удалось восстановить только в последний день выставки. Для этого инженеры срочно собрали металлическую платформу, с которой SC.1 взлетел на высоту 15-20 метров и торжественно «проплыл» перед трибунами затаивших дыхание зрителей.
В 1961 году англичане решили окончательно закрепить успех, и 27 мая SC.1, управляемый пилотом Робертсом (A. Roberts), своим ходом перелетел через Ла-Манш в Париж. Показательные полеты машины на выставке в Бурже прошли с большим успехом. SC.1 уверенно демонстрировал переходы из режима висения в горизонтальный полет и обратно, вертикальный взлет и посадку. После вертикального взлета он набирал высоту 25-30 м и переходил в режим горизонтального полета. Удалившись от зрителей на 1000-1500 м, пилот набирал высоту и разворачивался. Перед посадкой машина зависала на высоте около 7 м и демонстрировала перемещения вправо и влево. Перед самой посадкой самолет оборачивался вокруг продольной оси на 360 градусов.

В апреле 1961 года первый прототип вернули на фирму «Short» для установки новой системы управления, учитывающей воздействия бокового ветра.
Спокойный ход работ по совершенствованию систем самолета прервала катастрофа второго опытного образца в 82-м испытательном полете. Трагедия произошла 2 октября 1963 года при заходе на посадку. На высоте около 10 м, в системе управления отказали гироскопические датчики пространственного положения. Летчик J. R. Green немедленно переключился на ручной режим, но удержать машину в воздухе ему не удалось. SC.1 упал, а пилот погиб.
Самолет удалось восстановить. Но к полетам его допустили только в мае 1966 года. 17 июня самолет вновь поднялся в воздух с полосы Boscombe Down.
Программа испытаний рассчитанная до 1963 года, приносила так много ценной информации, что была закрыта лишь 1971 году, после 900 полетов.

Летно-технические характеристики СВВП SС.1:
Размах крыла, м: 7,16;
Длина, м: 7,77;
Высота, м: 3,77;
Площадь крыла, м2: 19,65;
Масса, кг: пустого самолета - 2724, максимальная взлетная – 3650;
Двигатель: 5 ТРД Rolls-Royce RB108 +;
Тяга нефорсированная, кгс: 5 х 966;
Максимальная скорость, км/ч: 3964
Практическая дальность, км: 240;
Экипаж, чел.: 1



 
 
   


 
 

 

 
Copyright © 2009-2017 Большая военная энциклопедия.    Яндекс.Метрика