מטוס ניסוי NASA M2-F1 (ארה"ב)
כנפיים ורוטורים בתצורות שונות הם אמצעים מסורתיים, מקובלים ונפוצים ליצירת עילוי. על ידי שינוי הפרמטרים והעיצוב הבסיסיים שלהם, מהנדסים יכולים להשיג את המאפיינים והיכולות הרצויות. בנוסף, ייתכן שהמטוס לא יהיה מצויד בכנף או ברוטור ראשי כלל, שכן הרמה מספקת תסופק על ידי גוף המטוס המעוצב במיוחד. לפני כמה עשורים, הרעיון הזה היה המבחן הרציני ביותר. מטוס הניסוי M2-F1 של נאס"א הפך לכלי הראשון שנועד לקבוע את הסיכויים לרעיונות מקוריים.
שנות החמישים של המאה הקודמת נשארו בפנים היסטוריה כתקופה של התפתחות מהירה של טכנולוגיית רקטות למטרות שונות. המדינות המובילות ערכו מחקרים שונים, שמטרתם ליצור מערכות חדשות של מעמדות שונים, שנועדו בעיקר לשימוש הצבאות. בנוסף, בוצעה עבודה אקטיבית בכיוון החלל. בזמן הקרוב מאוד, החללית האחרונה הייתה אמורה להיכנס למסלול. כדי למלא את כל התוכניות הקיימות ולפתור בעיות דחופות, החוקרים נאלצו לעתים קרובות להשתמש במוצרי ניסוי מיוחדים, כולל מעבדות להטסת מטוסים.
M2-F1 מנוסה בגרירה
עד סוף שנות ה-XNUMX, מדענים אמריקאים קבעו את העיצוב האופטימלי של רכב ירידה המסוגל לעבור בשכבות האטמוספירה הצפופות ללא נזק. גוף המנגנון היה אמור להיות בעל צורה חרוטית עם ראש קהה. עד מהרה מצאה תגלית זו יישום בתחום הטילים הבליסטיים. כמו כן, מומחי NACA, בראשות אלפרד ג'יי אגרס, ג'וניור, גילו שגם מנגנון בצורת חרוט למחצה עם חלק עליון חתוך צריך להראות מאפיינים מקובלים. יתרה מכך, במהירויות גבוהות, גוף כזה היה צריך ליצור כוח הרמה גדול מספיק, אשר שיפר באופן דרמטי את ביצועי הטיסה ואיפשר לבצע תמרונים מסוימים.
תפיסה דומה, המרמזת על יצירת כוח הרמה רק בגלל גוף המטוס/גוף המטוס, נקרא גוף הרמה ("גוף הרמה" או "גוף נושא"). בספרות בשפה הרוסית, נעשה שימוש במונח המקביל "גוף נושא" או "גוף נושא".
אלמנטים מתכתיים של מסגרת אוויר
ממש בסוף העשור, מרכז איימס למד בקפידה את העקרונות החדשים שהתגלו והציג תכנון ראשוני של חללית מאוישת בעלת צורה חרוטית למחצה. הפרויקט עם ייעוד העבודה M2 הציע יצירת רכב ירידה מאויש בעל גוף בצורת חצי קונוס עם שני מישורים של זנב אנכי. על פי חישובים, לאחר שעזב את המסלול, מכשיר כזה יכול לעוף באופן עצמאי באטמוספירה במשך כ-5400 ק"מ, וגם להתרחק מהמסלול המקורי הצידה ב-1400-1450 ק"מ. טכניקה בעלת מאפיינים דומים יכולה לעניין בהקשר של תוכנית החלל.
בשנת 1961, הנהגת נאס"א וחיל האוויר האמריקני הכירה את פרויקט M2 המוצע ודחתה אותו. הפיתוח המוצע לא הומלץ לשימוש בתוכנית הירח או כרכב חילוץ לחזרה ממסלול כדור הארץ. הכיוון המקורי למעשה איבד את כל סיכוייו, והעבודה עמדה בפני סכנת עצירה.
מסגרת עץ
עם זאת, חובבי נאס"א וארגונים קשורים המשיכו במחקר. עד מהרה, מדענים יוזמים בנו ובחנו מודל מוקטן של מכשיר M2. בהתחלה המוצר הזה לא התנהג בצורה הטובה ביותר באוויר, אבל שיפורים קטנים אפשרו לקבל נתוני טיסה טובים. התוצאות החדשות הוצגו לראשי מרכזי איימס ודרידן. הפעם, האחראים החלו להתעניין בהצעה המקורית. מרכז דריידן סיפק את המימון הדרוש ועזר בנושאים ארגוניים, בעוד שמרכז איימס השתלט על הבדיקות האווירודינמיות כחלק מפרויקט חדש.
התוצאות החיוביות שהושגו במהלך הפיצוץ הקודמות של דגמים מוקטנים ומבחני טיסה של הדגם אפשרו לקחת את הפרויקט לרמה חדשה. כעת הוצע לבחון את הקונספט החדש בעזרת מפגין טכנולוגיה מאויש בגודל מלא. פיתוח זה של מספר ארגונים מנאס"א קיבל ייעוד פשוט למדי - M2-F1. שם זה עמד על Manned-2, Flight-1 - "רכב מאויש מס' 2, טיסה דגם מס' 1". כמו כן, בשל הצורה האופיינית, המטוס זכה לכינוי אמבט מעופף ("אמבט מעופף").
תא הטייס
שניים מהמרכזים החשובים ביותר של נאס"א, כמו גם קבוצת מדענים נלהבים, השתתפו בפרויקט החדש. עם זאת, למרות זאת, מומחים נאלצו להפחית עלויות בכל האמצעים הזמינים. העובדה היא שמנהיגי מרכז המחקר דריידן הצליחו להקצות רק 30 אלף דולר עבור הפרויקט החדש (כ-240 אלף במחירים מודרניים). כתוצאה מכך, היה צורך להבחין בין המטוס הניסיוני החדש בפשטות העיצוב ובעלות הנמוכה שלו. באופן כללי, בעיה כזו נפתרה בהצלחה, ומחברי פרויקט M2-F1 התמודדו עם הקשיים הקיימים.
כדי לשמור על עלויות נמוכות ככל האפשר, הוצע לבנות מדגן טכנולוגי בעיצוב מעורב. בנוסף, היה צורך להסתדר בלי תחנת כוח משלהם. עם זאת, בשל סיכונים אפשריים, ניתן להתקין כיסא פליטה בתא הטייס. חלק מהרכיבים הנדרשים היו מושאלים מציוד סדרתי זמין למומחים של נאס"א. על בסיס עקרונות כאלה, היה צורך לפתח מטוס חדש התואם לאחת מהאפשרויות שהוצעו בעבר עבור המתווה האווירודינמי.
סימולטור טרום אימון טייס
בסתיו 1962 החלה הרכבה של ה-M2-F1 הניסיוני העתידי. עבודות דומות בוצעו במסגרת שיתוף פעולה בין נאס"א לחברת הרחפנים בריגלב, שעסקה בבניית רחפנים. ההרכבה הסופית של המכונה המוגמרת בוצעה באחד מההאנגרים של מרכז דריידן. בפרט, שם אב הטיפוס קיבל את כל היחידות שהושאלו מציוד אחר.
לרחפן מנוסה היה עיצוב מעורב המבוסס על חלקי מתכת ועץ. ערכת הכוח המתכתית הייתה פלטפורמה עם תושבות להתקנת יחידות תא נוסעים ושלדה. על גבי מוצר כזה, הותקנה מסגרת עץ, מצופה ביריעות מעוקלות של מעטפת דיקט. גם למטוסים של שטח קטן היה עיצוב מעורב. גוף המטוס קיבל זיגוג בצדדים וחופה בולטת.
רחפן מנוסה M2-F1 במנהרת רוח
בהתאם לתפיסת גוף המטוס ולתוצאות מחקרים קודמים, נקבעה צורתו של מדגמן הטכנולוגיה העתידי. גוף המטוס החדש קיבל צורה אופיינית. כל המשטח העליון שלו היה שטוח, אם כי היה בו מקום לכמה אלמנטים בולטים. בקצוות, המשטח השטוח התעקל כלפי מטה והזדווג בצורה חלקה עם החלק התחתון המעוקל. חרוט האף נעשה בצורה של מכשיר בעל צורה מעוגלת, קרוב לחצי כדור.
מיד מאחורי הפיירינג היה קטע חצי חרוטי של התחתית, שתפש כשני שליש מהאורך הכולל של שלדת האוויר. לכיוון הזנב, החתך שנוצר על ידי התחתית המעוגלת והמשטח העליון החלק גדל בהדרגה. מאחורי תא הטייס, בגובה האלמנטים הקדמיים של הזנב, התעקל התחתון והתרומם. קצה הזנב של גוף המטוס נעשה בצורה של חלק אנכי, משודך בצורה חלקה עם הצדדים והתחתית.
המדען דייל ריד עם דגם M2-F1 מול אב טיפוס בגודל מלא
על המשטח הישר של גוף המטוס, תוכנן להתקין כמה יחידות בולטות. ישירות מעל הפירינג, הוצע להרכיב את המוט בצורת L של מקלט לחץ האוויר. כדי להשיג את היכולות הנדרשות, זה היה צריך להיות ארוך למדי. החלק המרכזי של גוף המטוס הכיל תא טייס בודד. מעליו היה פנס עם ירייה. ההגנה על תא הטייס, שבלטה מעל גוף המטוס, הייתה בצורת אליפסואיד ובשל כך השפיעה מינימלית על זרימת האוויר.
בגובה החלק האחורי של הפירינג היו חלקי השורש של הזנב. אמבט מעופף קיבל זוג שיקים טרפזיים, המאופיינים בסוויפ גדול של הקצה המוביל והתארכות נמוכה. החלק האחורי של הקישים נעשה להסטה ושימש כהגה. בחלק העליון של הקישים הוצע להרכיב מייצבים סוחפים קטנים. הגרסה הראשונה של הפרויקט כללה התקנה של קיל שלישי הממוקם בין השניים האחרים. בין הקישים הצדדיים על זנבו של גוף המטוס הונחו זוג אלונים משטח גדול. מטוסים אלו הושאלו ממטוס הייצור Cessna 150.
טייסי ניסוי מתכוננים למבחן הבא
דאון מנוסה היה אמור לקבל גלגל נחיתה תלת נקודות עם תמיכה קדמית, שנלקח גם הוא ממטוס הססנה. התמוך הקדמי עם גלגל בקוטר קטן היה מותקן מתחת לחטם גוף המטוס וממוקם בזווית, והביא את הגלגל קדימה. המתלים הראשיים היו ברמה של החלק הרחב ביותר של גוף המטוס. כל שלושת המתלים היו קבועים בקשיחות על סט כוח מתכת. לא נעשה שימוש במנגנוני ניקוי.
השליטה במטוס הופקדה בידי הטייס היחיד בתא הטייס. במקום העבודה של הטייס היה לוח מחוונים עם מספר מכשירי חץ, מקל שליטה וזוג דוושות בעיצוב מסורתי. חופה גדולה ושקופה של תא הטייס סיפקה תצפית טובה על חצי הכדור העליון, אך הצורה האופיינית של גוף המטוס איפשרה לעקוב אחר עצמים מלפנים ומתחת, מה שעלול להוביל לבעיות במהלך ההמראה והנחיתה. כדי לשפר את הראות, כיסוי האף של גוף המטוס נעשה שקוף. בצד שמאל, ליד תא הטייס, סופק חלון מלבני גדול עם זיגוג.
אב טיפוס וטייס מילטון תומפסון
אורכו הכולל של מטוס הניסוי של נאס"א M2-F1 היה 6,1 מ', הרוחב המרבי (לאורך המייצב) היה 6,32 מ'. הגובה היה 2,9 מ'. משטח הנושא של גוף המטוס היה בשטח של 12,9 מ"ר. המשקל העצמי של שלדת האוויר היה רק 1000 פאונד - 454 ק"ג. בתצורת טיסה רגילה, משקלו של המכשיר היה 536 ק"ג; משקל המראה מקסימלי - 567 ק"ג.
בתחילת 1963 הושלמה המכונה הניסיונית ונמסרה לבדיקה. בדיקות אב הטיפוס החלו עם נפילות במנהרת רוח. בפברואר של אותה שנה, מומחי מרכז איימס בחנו בקפידה את מסגרת הטיסה שהוגשה ונתנו אישור לערוך את הבדיקות המלאות שלו. ניתן היה לקחת את המכונית לשדה התעופה ולהרים אותה לאוויר. אתר ניסוי הטיסה היה בסיס חיל האוויר אדוארדס.
אב טיפוס של נאס"א וסירת גוררת פונטיאק
עם זאת, התעוררו כמה קשיים בשלב זה. לנאס"א לא הייתה גוררת מתאימה המסוגלת להאיץ את הרחפן למהירות הנדרשת. למרבה המזל, אחד ממשתתפי הפרויקט הצליח לנהל משא ומתן על רכישת מכונית פונטיאק בונוויל עם מנוע מאולץ. במהלך השבועות הבאים, M2-F1 מנוסה יצא שוב ושוב לשדה התעופה, ובהיותו קשור למכונית, ביצע ריצות לאורך המסלול.
במהלך הבדיקות הללו, המומחים לא הצליחו להגיע לכל התוצאות הרצויות. ריצה במהירויות של לא יותר מ 190-195 קמ"ש לא אפשרה לנו לקבוע באופן מלא את היכולות האמיתיות של המטוס. עם זאת, כוח ההרמה של גוף המוביל במהירויות כאלה כבר היה גדול למדי, אם כי הגאי הזנב עדיין לא יכלו להראות את היעילות הנדרשת. בעיה בולטת הייתה השביל מהרכב הגורר. עם זאת, הבעיות העיקריות בוטלו במהרה על ידי תכנון מחדש של מערכות הבקרה וההגאים. בנוסף, לאחר בדיקות קרקע, איבד המדגים הטכנולוגיה את הקילו המרכזי שלו.
טיסה עם משיכה
מזמן מסוים החלו להרים את הרחפן הנגרר M2-F1 לאוויר, אך נוכחותו של כבל גרירה הגבילה את גובה הגישה האפשרי. ב-5 באפריל 1963, טייס הניסוי מילטון תומפסון העלה את המכונית לאוויר בפעם הראשונה, אך ביצועיה היו גרועים. נצפו תנודות שונות המאיימות על הפיכה וקריסה. עם זאת, האפשרות הבסיסית של המראה אושרה בפועל. עד מהרה שוכלל המכשיר עוד יותר, מה ששיפר את התנהגותו במהלך ההמראה והנחיתה.
M2-F1 מנוסה עוקב אחר הגוררת C-47
הבדיקות באמצעות רכב גרר נמשכו במשך מספר חודשים. במהלך תקופה זו הושלמו יותר מ-400 ריצות. כל הבדיקות הללו נתנו את התוצאות הרצויות, אך לצורך מחקר נוסף, היה צריך להרים את ה-M2-F1 לאוויר. לאחר ויכוח קצר, הסכימה הנהלת מרכז דריידן לערוך מבחני טיסה מן המניין. הוצע לבדוק רחפן מנוסה בעזרת מטוס גרר C-47. הוא נאלץ להרים את מכונית הניסוי לגובה של מספר קילומטרים, ולאחר מכן נאלץ טייס הניסוי להתנתק ולבצע טיסת גלישה.
לפני השקת בדיקות כאלה, אב הטיפוס סוכם. למען בטיחות הטייס הותקן בתא הטייס כיסא פליטת וובר. בגוף המטוס האחורי הוצבו תושבות למנוע הנעה מוצק עם דחף של 114 קג"מ. האחרון נועד להאצה נוספת של המכונית במקרה של אובדן מהירות במהלך גלישה.
הטיסה הראשונה באמצעות מטוס גרר התרחשה ב-16 באוגוסט 1963. הטייס M. Thompson היה בתא הטייס של ה-M2-F1. ה-C-47 הביא את רכב המבחן לגובה שנקבע מראש והאיץ אותו למהירות הנדרשת, לאחר מכן בוצע ניתוק, והבוחן המשיך בביצוע משימת הטיסה. בגובה בטוח בדק מ' תומפסון את יכולת השליטה והתמרון של המכונית, ולאחר מכן ירד וירד לנחיתה. הטיסה החופשית הראשונה התקיימה ללא בעיות ונמשכה 2 דקות בלבד.
באופן מוזר, ההנהלה הבכירה של נאס"א למדה על פרויקט M2-F1 רק לאחר השלמת בדיקות קרקע וביצוע מספר טיסות גלישה. זאת ועוד, ההודעות לא התקבלו בדיווחים ממבני הסוכנות. בשנת 1963, נאס"א קיבלה בקשה מאחד מחברי הקונגרס שהתעניין בפרויקט יוצא דופן. הוא למד על הפרויקט עצמו מהעיתונות המתמחה. רק לאחר בקשה זו נודע לראשי מחלקת התעופה והחלל כי הכפופים להם מיישמים באופן יזום פרויקט פיילוט.
הפרות משמעת כאלה כמעט הובילו למסקנות ארגוניות בנוגע להנהגת מרכז המחקר דריידן, אך לאחר שהכירו את התוצאות וההערכות של העבודה, המשרד המרכזי של נאס"א שינה את כעסו לרחמים. בעלות מינימלית הצליחו חובבים לבצע הרבה מחקרים חשובים, ואי אפשר היה להתעלם מהישגים כאלה. עד מהרה היו דרישות לשיפור מסוים של הפרויקט, וכל העבודות הבאות כבר בוצעו בשליטה של ההנהלה הבכירה.
בהמשך נמשך תכנון הטיסות בעזרת רכב גרר. התנהגות המכונה נבדקה בגבהים שונים, מהירויות, תמרון וכו'. באופן כללי, אב הטיפוס פעל היטב. במהירויות גבוהות, המכונית צייתה היטב להגאים, וכוח ההרמה של הגוף התומך היה מספיק כדי להשיג את המאפיינים הרצויים. יחד עם זאת, זה לא היה חף מבעיות. אז, עם שטח גדול של הקרנה רוחבית, "האמבט המעופף" התברר כרגיש למשבי רוח רוחביים. כמו כן, במקרים מסוימים, הגעה לזוויות התקפה קטנות הובילה לתנודות ספונטניות בגלגול או בפיהוק.
בדיקת מנוע הנעה מוצק על הקרקע
בדיקות הטיסה של אב הטיפוס M2-F1 נמשכו במשך שלוש שנים. הטיסה ה-77 האחרונה התקיימה ב-16 באוגוסט 1966 - ביום השנה לעליה הראשונה לאוויר. במשך כל זמן הריצה והטיסה, השתתפו במבחנים עשרה טייסים. כמה בודקים הצליחו להשתתף רק במבחן אחד, בעוד שאחרים הצליחו לקבוע שיאים מקוריים. לדוגמה, מילט תומפסון השלים 45 טיסות בסך הכל, בעוד ברוס פיטרסון טס 17 פעמים.
לאחר השלמת הבדיקה, אב הטיפוס היחיד של M2-F1 נשלח לאחסון. בעתיד לא נפטר ולא נשמר. כעת הוא מוצג במוזיאון בסיס חיל האוויר אדוארדס.
אב-טיפוס M2-F1 של נאס"א הולך למוזיאון, 1966
במהלך המבחנים, רחפן המדגים הטכנולוגי הבנוי היחיד ביצע כ-400 ריצות במהירות גבוהה, כולל גישות בגובה נמוך, וכן 77 טיסות חופשיות מן המניין. במהלך העבודות הללו נאסף מידע רב על מאפייני התכנון, נתוני הטיסה וכו'. סיום מוצלח של כל הבדיקות הנחוצות איפשר לקבוע את הדרכים לפיתוח נוסף של תפיסת גוף הרמה המקורית. עבודה חדשה בכיוון זה הובילה להופעתם של מספר פרויקטים אחרים של טכנולוגיה ניסיונית. הבדיקות של הגוף הראשי / גוף המטוס נמשכו במהלך השנים הבאות.
פרויקט המטוסים הניסיוניים של נאס"א M2-F1 נוצר ביוזמתו ואף ללא ידיעת ההנהלה הבכירה של סוכנות התעופה והחלל. למרות זאת, המומחים הצליחו לגבש תוכנית חדשה של המטוס, ולאחר מכן להביא אותו למבחנים מעשיים. לא הכל בפרויקט הזה עבר חלק, אבל בסופו של דבר התקבלו רק תוצאות חיוביות. כעת ניתן היה לסגור את הפרויקט הקיים והחלה העבודה על מטוסים מתקדמים יותר עם גוף גוף מונוקוק.
לפי האתרים:
https://nasa.gov/
http://airwar.ru/
https://space.com/
http://afftcmuseum.org/
שנות החמישים של המאה הקודמת נשארו בפנים היסטוריה כתקופה של התפתחות מהירה של טכנולוגיית רקטות למטרות שונות. המדינות המובילות ערכו מחקרים שונים, שמטרתם ליצור מערכות חדשות של מעמדות שונים, שנועדו בעיקר לשימוש הצבאות. בנוסף, בוצעה עבודה אקטיבית בכיוון החלל. בזמן הקרוב מאוד, החללית האחרונה הייתה אמורה להיכנס למסלול. כדי למלא את כל התוכניות הקיימות ולפתור בעיות דחופות, החוקרים נאלצו לעתים קרובות להשתמש במוצרי ניסוי מיוחדים, כולל מעבדות להטסת מטוסים.
M2-F1 מנוסה בגרירה
עד סוף שנות ה-XNUMX, מדענים אמריקאים קבעו את העיצוב האופטימלי של רכב ירידה המסוגל לעבור בשכבות האטמוספירה הצפופות ללא נזק. גוף המנגנון היה אמור להיות בעל צורה חרוטית עם ראש קהה. עד מהרה מצאה תגלית זו יישום בתחום הטילים הבליסטיים. כמו כן, מומחי NACA, בראשות אלפרד ג'יי אגרס, ג'וניור, גילו שגם מנגנון בצורת חרוט למחצה עם חלק עליון חתוך צריך להראות מאפיינים מקובלים. יתרה מכך, במהירויות גבוהות, גוף כזה היה צריך ליצור כוח הרמה גדול מספיק, אשר שיפר באופן דרמטי את ביצועי הטיסה ואיפשר לבצע תמרונים מסוימים.
תפיסה דומה, המרמזת על יצירת כוח הרמה רק בגלל גוף המטוס/גוף המטוס, נקרא גוף הרמה ("גוף הרמה" או "גוף נושא"). בספרות בשפה הרוסית, נעשה שימוש במונח המקביל "גוף נושא" או "גוף נושא".
אלמנטים מתכתיים של מסגרת אוויר
ממש בסוף העשור, מרכז איימס למד בקפידה את העקרונות החדשים שהתגלו והציג תכנון ראשוני של חללית מאוישת בעלת צורה חרוטית למחצה. הפרויקט עם ייעוד העבודה M2 הציע יצירת רכב ירידה מאויש בעל גוף בצורת חצי קונוס עם שני מישורים של זנב אנכי. על פי חישובים, לאחר שעזב את המסלול, מכשיר כזה יכול לעוף באופן עצמאי באטמוספירה במשך כ-5400 ק"מ, וגם להתרחק מהמסלול המקורי הצידה ב-1400-1450 ק"מ. טכניקה בעלת מאפיינים דומים יכולה לעניין בהקשר של תוכנית החלל.
בשנת 1961, הנהגת נאס"א וחיל האוויר האמריקני הכירה את פרויקט M2 המוצע ודחתה אותו. הפיתוח המוצע לא הומלץ לשימוש בתוכנית הירח או כרכב חילוץ לחזרה ממסלול כדור הארץ. הכיוון המקורי למעשה איבד את כל סיכוייו, והעבודה עמדה בפני סכנת עצירה.
מסגרת עץ
עם זאת, חובבי נאס"א וארגונים קשורים המשיכו במחקר. עד מהרה, מדענים יוזמים בנו ובחנו מודל מוקטן של מכשיר M2. בהתחלה המוצר הזה לא התנהג בצורה הטובה ביותר באוויר, אבל שיפורים קטנים אפשרו לקבל נתוני טיסה טובים. התוצאות החדשות הוצגו לראשי מרכזי איימס ודרידן. הפעם, האחראים החלו להתעניין בהצעה המקורית. מרכז דריידן סיפק את המימון הדרוש ועזר בנושאים ארגוניים, בעוד שמרכז איימס השתלט על הבדיקות האווירודינמיות כחלק מפרויקט חדש.
התוצאות החיוביות שהושגו במהלך הפיצוץ הקודמות של דגמים מוקטנים ומבחני טיסה של הדגם אפשרו לקחת את הפרויקט לרמה חדשה. כעת הוצע לבחון את הקונספט החדש בעזרת מפגין טכנולוגיה מאויש בגודל מלא. פיתוח זה של מספר ארגונים מנאס"א קיבל ייעוד פשוט למדי - M2-F1. שם זה עמד על Manned-2, Flight-1 - "רכב מאויש מס' 2, טיסה דגם מס' 1". כמו כן, בשל הצורה האופיינית, המטוס זכה לכינוי אמבט מעופף ("אמבט מעופף").
תא הטייס
שניים מהמרכזים החשובים ביותר של נאס"א, כמו גם קבוצת מדענים נלהבים, השתתפו בפרויקט החדש. עם זאת, למרות זאת, מומחים נאלצו להפחית עלויות בכל האמצעים הזמינים. העובדה היא שמנהיגי מרכז המחקר דריידן הצליחו להקצות רק 30 אלף דולר עבור הפרויקט החדש (כ-240 אלף במחירים מודרניים). כתוצאה מכך, היה צורך להבחין בין המטוס הניסיוני החדש בפשטות העיצוב ובעלות הנמוכה שלו. באופן כללי, בעיה כזו נפתרה בהצלחה, ומחברי פרויקט M2-F1 התמודדו עם הקשיים הקיימים.
כדי לשמור על עלויות נמוכות ככל האפשר, הוצע לבנות מדגן טכנולוגי בעיצוב מעורב. בנוסף, היה צורך להסתדר בלי תחנת כוח משלהם. עם זאת, בשל סיכונים אפשריים, ניתן להתקין כיסא פליטה בתא הטייס. חלק מהרכיבים הנדרשים היו מושאלים מציוד סדרתי זמין למומחים של נאס"א. על בסיס עקרונות כאלה, היה צורך לפתח מטוס חדש התואם לאחת מהאפשרויות שהוצעו בעבר עבור המתווה האווירודינמי.
סימולטור טרום אימון טייס
בסתיו 1962 החלה הרכבה של ה-M2-F1 הניסיוני העתידי. עבודות דומות בוצעו במסגרת שיתוף פעולה בין נאס"א לחברת הרחפנים בריגלב, שעסקה בבניית רחפנים. ההרכבה הסופית של המכונה המוגמרת בוצעה באחד מההאנגרים של מרכז דריידן. בפרט, שם אב הטיפוס קיבל את כל היחידות שהושאלו מציוד אחר.
לרחפן מנוסה היה עיצוב מעורב המבוסס על חלקי מתכת ועץ. ערכת הכוח המתכתית הייתה פלטפורמה עם תושבות להתקנת יחידות תא נוסעים ושלדה. על גבי מוצר כזה, הותקנה מסגרת עץ, מצופה ביריעות מעוקלות של מעטפת דיקט. גם למטוסים של שטח קטן היה עיצוב מעורב. גוף המטוס קיבל זיגוג בצדדים וחופה בולטת.
רחפן מנוסה M2-F1 במנהרת רוח
בהתאם לתפיסת גוף המטוס ולתוצאות מחקרים קודמים, נקבעה צורתו של מדגמן הטכנולוגיה העתידי. גוף המטוס החדש קיבל צורה אופיינית. כל המשטח העליון שלו היה שטוח, אם כי היה בו מקום לכמה אלמנטים בולטים. בקצוות, המשטח השטוח התעקל כלפי מטה והזדווג בצורה חלקה עם החלק התחתון המעוקל. חרוט האף נעשה בצורה של מכשיר בעל צורה מעוגלת, קרוב לחצי כדור.
מיד מאחורי הפיירינג היה קטע חצי חרוטי של התחתית, שתפש כשני שליש מהאורך הכולל של שלדת האוויר. לכיוון הזנב, החתך שנוצר על ידי התחתית המעוגלת והמשטח העליון החלק גדל בהדרגה. מאחורי תא הטייס, בגובה האלמנטים הקדמיים של הזנב, התעקל התחתון והתרומם. קצה הזנב של גוף המטוס נעשה בצורה של חלק אנכי, משודך בצורה חלקה עם הצדדים והתחתית.
המדען דייל ריד עם דגם M2-F1 מול אב טיפוס בגודל מלא
על המשטח הישר של גוף המטוס, תוכנן להתקין כמה יחידות בולטות. ישירות מעל הפירינג, הוצע להרכיב את המוט בצורת L של מקלט לחץ האוויר. כדי להשיג את היכולות הנדרשות, זה היה צריך להיות ארוך למדי. החלק המרכזי של גוף המטוס הכיל תא טייס בודד. מעליו היה פנס עם ירייה. ההגנה על תא הטייס, שבלטה מעל גוף המטוס, הייתה בצורת אליפסואיד ובשל כך השפיעה מינימלית על זרימת האוויר.
בגובה החלק האחורי של הפירינג היו חלקי השורש של הזנב. אמבט מעופף קיבל זוג שיקים טרפזיים, המאופיינים בסוויפ גדול של הקצה המוביל והתארכות נמוכה. החלק האחורי של הקישים נעשה להסטה ושימש כהגה. בחלק העליון של הקישים הוצע להרכיב מייצבים סוחפים קטנים. הגרסה הראשונה של הפרויקט כללה התקנה של קיל שלישי הממוקם בין השניים האחרים. בין הקישים הצדדיים על זנבו של גוף המטוס הונחו זוג אלונים משטח גדול. מטוסים אלו הושאלו ממטוס הייצור Cessna 150.
טייסי ניסוי מתכוננים למבחן הבא
דאון מנוסה היה אמור לקבל גלגל נחיתה תלת נקודות עם תמיכה קדמית, שנלקח גם הוא ממטוס הססנה. התמוך הקדמי עם גלגל בקוטר קטן היה מותקן מתחת לחטם גוף המטוס וממוקם בזווית, והביא את הגלגל קדימה. המתלים הראשיים היו ברמה של החלק הרחב ביותר של גוף המטוס. כל שלושת המתלים היו קבועים בקשיחות על סט כוח מתכת. לא נעשה שימוש במנגנוני ניקוי.
השליטה במטוס הופקדה בידי הטייס היחיד בתא הטייס. במקום העבודה של הטייס היה לוח מחוונים עם מספר מכשירי חץ, מקל שליטה וזוג דוושות בעיצוב מסורתי. חופה גדולה ושקופה של תא הטייס סיפקה תצפית טובה על חצי הכדור העליון, אך הצורה האופיינית של גוף המטוס איפשרה לעקוב אחר עצמים מלפנים ומתחת, מה שעלול להוביל לבעיות במהלך ההמראה והנחיתה. כדי לשפר את הראות, כיסוי האף של גוף המטוס נעשה שקוף. בצד שמאל, ליד תא הטייס, סופק חלון מלבני גדול עם זיגוג.
אב טיפוס וטייס מילטון תומפסון
אורכו הכולל של מטוס הניסוי של נאס"א M2-F1 היה 6,1 מ', הרוחב המרבי (לאורך המייצב) היה 6,32 מ'. הגובה היה 2,9 מ'. משטח הנושא של גוף המטוס היה בשטח של 12,9 מ"ר. המשקל העצמי של שלדת האוויר היה רק 1000 פאונד - 454 ק"ג. בתצורת טיסה רגילה, משקלו של המכשיר היה 536 ק"ג; משקל המראה מקסימלי - 567 ק"ג.
בתחילת 1963 הושלמה המכונה הניסיונית ונמסרה לבדיקה. בדיקות אב הטיפוס החלו עם נפילות במנהרת רוח. בפברואר של אותה שנה, מומחי מרכז איימס בחנו בקפידה את מסגרת הטיסה שהוגשה ונתנו אישור לערוך את הבדיקות המלאות שלו. ניתן היה לקחת את המכונית לשדה התעופה ולהרים אותה לאוויר. אתר ניסוי הטיסה היה בסיס חיל האוויר אדוארדס.
אב טיפוס של נאס"א וסירת גוררת פונטיאק
עם זאת, התעוררו כמה קשיים בשלב זה. לנאס"א לא הייתה גוררת מתאימה המסוגלת להאיץ את הרחפן למהירות הנדרשת. למרבה המזל, אחד ממשתתפי הפרויקט הצליח לנהל משא ומתן על רכישת מכונית פונטיאק בונוויל עם מנוע מאולץ. במהלך השבועות הבאים, M2-F1 מנוסה יצא שוב ושוב לשדה התעופה, ובהיותו קשור למכונית, ביצע ריצות לאורך המסלול.
במהלך הבדיקות הללו, המומחים לא הצליחו להגיע לכל התוצאות הרצויות. ריצה במהירויות של לא יותר מ 190-195 קמ"ש לא אפשרה לנו לקבוע באופן מלא את היכולות האמיתיות של המטוס. עם זאת, כוח ההרמה של גוף המוביל במהירויות כאלה כבר היה גדול למדי, אם כי הגאי הזנב עדיין לא יכלו להראות את היעילות הנדרשת. בעיה בולטת הייתה השביל מהרכב הגורר. עם זאת, הבעיות העיקריות בוטלו במהרה על ידי תכנון מחדש של מערכות הבקרה וההגאים. בנוסף, לאחר בדיקות קרקע, איבד המדגים הטכנולוגיה את הקילו המרכזי שלו.
טיסה עם משיכה
מזמן מסוים החלו להרים את הרחפן הנגרר M2-F1 לאוויר, אך נוכחותו של כבל גרירה הגבילה את גובה הגישה האפשרי. ב-5 באפריל 1963, טייס הניסוי מילטון תומפסון העלה את המכונית לאוויר בפעם הראשונה, אך ביצועיה היו גרועים. נצפו תנודות שונות המאיימות על הפיכה וקריסה. עם זאת, האפשרות הבסיסית של המראה אושרה בפועל. עד מהרה שוכלל המכשיר עוד יותר, מה ששיפר את התנהגותו במהלך ההמראה והנחיתה.
M2-F1 מנוסה עוקב אחר הגוררת C-47
הבדיקות באמצעות רכב גרר נמשכו במשך מספר חודשים. במהלך תקופה זו הושלמו יותר מ-400 ריצות. כל הבדיקות הללו נתנו את התוצאות הרצויות, אך לצורך מחקר נוסף, היה צריך להרים את ה-M2-F1 לאוויר. לאחר ויכוח קצר, הסכימה הנהלת מרכז דריידן לערוך מבחני טיסה מן המניין. הוצע לבדוק רחפן מנוסה בעזרת מטוס גרר C-47. הוא נאלץ להרים את מכונית הניסוי לגובה של מספר קילומטרים, ולאחר מכן נאלץ טייס הניסוי להתנתק ולבצע טיסת גלישה.
לפני השקת בדיקות כאלה, אב הטיפוס סוכם. למען בטיחות הטייס הותקן בתא הטייס כיסא פליטת וובר. בגוף המטוס האחורי הוצבו תושבות למנוע הנעה מוצק עם דחף של 114 קג"מ. האחרון נועד להאצה נוספת של המכונית במקרה של אובדן מהירות במהלך גלישה.
הטיסה הראשונה באמצעות מטוס גרר התרחשה ב-16 באוגוסט 1963. הטייס M. Thompson היה בתא הטייס של ה-M2-F1. ה-C-47 הביא את רכב המבחן לגובה שנקבע מראש והאיץ אותו למהירות הנדרשת, לאחר מכן בוצע ניתוק, והבוחן המשיך בביצוע משימת הטיסה. בגובה בטוח בדק מ' תומפסון את יכולת השליטה והתמרון של המכונית, ולאחר מכן ירד וירד לנחיתה. הטיסה החופשית הראשונה התקיימה ללא בעיות ונמשכה 2 דקות בלבד.
באופן מוזר, ההנהלה הבכירה של נאס"א למדה על פרויקט M2-F1 רק לאחר השלמת בדיקות קרקע וביצוע מספר טיסות גלישה. זאת ועוד, ההודעות לא התקבלו בדיווחים ממבני הסוכנות. בשנת 1963, נאס"א קיבלה בקשה מאחד מחברי הקונגרס שהתעניין בפרויקט יוצא דופן. הוא למד על הפרויקט עצמו מהעיתונות המתמחה. רק לאחר בקשה זו נודע לראשי מחלקת התעופה והחלל כי הכפופים להם מיישמים באופן יזום פרויקט פיילוט.
הפרות משמעת כאלה כמעט הובילו למסקנות ארגוניות בנוגע להנהגת מרכז המחקר דריידן, אך לאחר שהכירו את התוצאות וההערכות של העבודה, המשרד המרכזי של נאס"א שינה את כעסו לרחמים. בעלות מינימלית הצליחו חובבים לבצע הרבה מחקרים חשובים, ואי אפשר היה להתעלם מהישגים כאלה. עד מהרה היו דרישות לשיפור מסוים של הפרויקט, וכל העבודות הבאות כבר בוצעו בשליטה של ההנהלה הבכירה.
בהמשך נמשך תכנון הטיסות בעזרת רכב גרר. התנהגות המכונה נבדקה בגבהים שונים, מהירויות, תמרון וכו'. באופן כללי, אב הטיפוס פעל היטב. במהירויות גבוהות, המכונית צייתה היטב להגאים, וכוח ההרמה של הגוף התומך היה מספיק כדי להשיג את המאפיינים הרצויים. יחד עם זאת, זה לא היה חף מבעיות. אז, עם שטח גדול של הקרנה רוחבית, "האמבט המעופף" התברר כרגיש למשבי רוח רוחביים. כמו כן, במקרים מסוימים, הגעה לזוויות התקפה קטנות הובילה לתנודות ספונטניות בגלגול או בפיהוק.
בדיקת מנוע הנעה מוצק על הקרקע
בדיקות הטיסה של אב הטיפוס M2-F1 נמשכו במשך שלוש שנים. הטיסה ה-77 האחרונה התקיימה ב-16 באוגוסט 1966 - ביום השנה לעליה הראשונה לאוויר. במשך כל זמן הריצה והטיסה, השתתפו במבחנים עשרה טייסים. כמה בודקים הצליחו להשתתף רק במבחן אחד, בעוד שאחרים הצליחו לקבוע שיאים מקוריים. לדוגמה, מילט תומפסון השלים 45 טיסות בסך הכל, בעוד ברוס פיטרסון טס 17 פעמים.
לאחר השלמת הבדיקה, אב הטיפוס היחיד של M2-F1 נשלח לאחסון. בעתיד לא נפטר ולא נשמר. כעת הוא מוצג במוזיאון בסיס חיל האוויר אדוארדס.
אב-טיפוס M2-F1 של נאס"א הולך למוזיאון, 1966
במהלך המבחנים, רחפן המדגים הטכנולוגי הבנוי היחיד ביצע כ-400 ריצות במהירות גבוהה, כולל גישות בגובה נמוך, וכן 77 טיסות חופשיות מן המניין. במהלך העבודות הללו נאסף מידע רב על מאפייני התכנון, נתוני הטיסה וכו'. סיום מוצלח של כל הבדיקות הנחוצות איפשר לקבוע את הדרכים לפיתוח נוסף של תפיסת גוף הרמה המקורית. עבודה חדשה בכיוון זה הובילה להופעתם של מספר פרויקטים אחרים של טכנולוגיה ניסיונית. הבדיקות של הגוף הראשי / גוף המטוס נמשכו במהלך השנים הבאות.
פרויקט המטוסים הניסיוניים של נאס"א M2-F1 נוצר ביוזמתו ואף ללא ידיעת ההנהלה הבכירה של סוכנות התעופה והחלל. למרות זאת, המומחים הצליחו לגבש תוכנית חדשה של המטוס, ולאחר מכן להביא אותו למבחנים מעשיים. לא הכל בפרויקט הזה עבר חלק, אבל בסופו של דבר התקבלו רק תוצאות חיוביות. כעת ניתן היה לסגור את הפרויקט הקיים והחלה העבודה על מטוסים מתקדמים יותר עם גוף גוף מונוקוק.
לפי האתרים:
https://nasa.gov/
http://airwar.ru/
https://space.com/
http://afftcmuseum.org/
- ריאבוב קיריל
- NASA/nasa.gov
מידע