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[一纳四月军贴20190318]被自己人击落的英国超音速核轰炸机(二)[17P] -

[一纳四月军贴20 2019-04-23 技术杂谈
草榴最新地址一纳  全都收纳  被自己人击落的英国超音速核轰炸机(二)转载自空军之翼  TSR.2应用了大量新技术,每个部件不仅都是全新设计的,而且也是英国航空工业之前未曾接触过的。  TSR.2需要执行多种任务,并且要在关键的战术打击和侦察任务上实现最佳性能,这意味着该机不仅要能在高空能以非常高的速度飞行,而且还能在低空进行地形跟踪下的跨音速飞行,只有高翼载和低阵风响应的小面积三角翼才能实现这种大范围性能包线。  TSR.2配备了精密的导航、自动驾驶仪和武器瞄准系统,这一切都是为了让飞机超低空飞行相当远的距离后向目标准确投下核弹。向性能极限推进航电  TSR.2航电的核心是按许可证制造的美国Autonetics公司的“威尔丹”通用数字计算机,具有2k内存,A-5“民团团员”也用这种计算机。英国Elliot自动化公司基于“威尔丹”计算机为TSR.2研制出一套混合了机械和线传系统的自动飞行控制系统。这套系统能同时处理从惯性导航、多普勒导航、地形跟踪雷达和雷达高度表输入的数据,实现61米高度的1马赫贴地飞行。在起飞前,所有飞行计划数据都会通过磁带输入主计算机。BAC当年的广告,主打低空突防  TSR.2综合使用多普勒导航、惯性导航系统和大气数据计算机推算进行导航。惯导系统非常精确,每飞行1127公里仅偏移3.2公里,并随时能得到多普勒导航和侧视雷达(SLR)的不断更新。多普勒导航系统位于前起落架之后的机腹,侧视雷达则在导航员座舱下方。  这台侧视雷达是EMI公司研制的,Cossor公司研制了敌我识别(IFF)系统,Plessey公司研制了无线电系统,马可尼公司负责航电集成,费伦提公司为TSR.2研制了先进的“蓝鹦鹉”单脉冲地形跟踪雷达和导航/攻击系统,旨在降低飞行员在复杂的低空环境中的工作负荷。“蓝鹦鹉”单脉冲地形跟踪雷达  TSR.2的一个重要任务是侦察,所以飞机需要搭载大量电子传感器和胶片相机。安装在弹舱的侦察设备舱包含一个Q波段侧视侦察雷达(SLRR),一个主动光学行扫描系统和三台云顿相机。此外机身还内置三台云顿F95相机,两台位于导航员座舱后下方,一台位于航电舱下方。机身  27.13米长的机身采用串列双座布局,导航员座舱后方依次是大型航空电子设备舱、大型机身油箱、“奥林巴斯”22R发动机。为了承受高空高速和低空贴地飞行中将遭遇的温度和压力变化,TSR.2的机身采用大量新材料制造,这也使机身的疲劳寿命高达3000小时。TSR.2总体布局  机身表面的蒙皮在气动加热下会暴露在高温中,所以设计师在受影响最大的机身中部和后部结构采用铝锂合金制造。两个尾喷管周围区域要承受更高温度,特别是开启加力时,所以这部分结构采用瓦斯帕洛伊合金制造,这是一种经过老化处理的镍基耐热合金,可以承受982摄氏度高温。机身尾部有一个可拆卸整流罩,由布里斯托尔·西德利公司在菲尔顿制造,也是机身上唯一没有涂漆的部件。机身上无需承受高温的结构一般采用铝铜合金制造。机身采用先进技术组装,通过加固蒙皮形成整体结构。TSR.2的蒙皮比当时的客机薄许多,通过坯料拉伸加工成形,并直接在蒙皮上加工出一体化桁条以实现所需刚度,关键部位的蒙皮采用化学铣切工艺制造。TSR.2的尾部整流罩  机身4个整体油箱容纳着三分之二的飞机燃油,前机身1号油箱容量5146升,位于航电舱和两个发动机进气口之间;4692升的前机身2号油箱位于进气道上方;4505升的后机身3号油箱位于吹气襟翼压缩机之后、垂尾根部之前;4505升的后机身4号油箱在垂尾下方。  不管如何优化,在非常低的高度进行跨音速飞行对TSR.2飞行员来说仍非常不舒服,将要面对持续的严重抖振和振动,特别是在恶劣天气中超低空飞行。为了减轻机组人员的不适,TSR.2的整个机身结构被设计为允许弯曲变形,特别在座舱周围设置了结构弹性节点,以帮助平稳驾驶。这种设计已经在1961年6月服役的北美A-5“民团团员”上得到了验证。机翼  TSR.2的机翼由铝合金板制造,这幅翼展11.28米、前缘后掠60度的三角翼通过16个非刚性摆动接头固定在机身上,使机翼能做一定幅度的上下摆动以降低低空飞行颠簸。通用电气的可变翼F-111战斗轰炸机在早期发展阶段曾认真考虑过这种非刚性摆动接头,但由于增重和潜在的巨大研发成本而作罢。  机翼没有后缘副翼和前缘缝翼,而是采用了一套非常复杂的全展长后缘吹气襟翼,可以在起飞时偏转30度、降落时偏转50度,大大增加了机翼升力。吹气襟翼由安装在两台发动机上方的高压压气机供气,襟翼的传动机构和液压马达也安装在相同位置,一台发动机就能驱动压气机和液压系统使吹气襟翼正常工作,提高了单发故障时的安全性。襟翼吹气管道从翼根一直延伸到下反翼尖,机翼完全水平没有上下反角,翼尖下反37度,这能提高在低速和低空飞行时的稳定性恢复。TSR.2的机翼具有全展长后缘吹气襟翼  三分之一的燃油保存在65平方米的机翼的两个3350升油箱中,TSR.2的4个翼下挂架还可挂载4个2046升副油箱。  机翼前缘翼根部位集成两个高频缝隙天线,翼尖集成两个大型电子对抗(ECM)天线。发动机  虽然BAC为TSR.2选择的发动机是罗罗RB.142“梅德韦”,但空军部选择了“奥林巴斯”Mk 320(BOI.22R)。军方是在1962年发布发动机性能指标后选中了该款发动机,属阿芙罗“火神”B2轰炸机的Mk 301发动机的最新改型。“奥林巴斯”Mk 320在1961年3月进行了首次试车,具有15级双转子轴轴流压气机,其中8级是低压压气机,7级是高压压气机,由单独单级涡轮驱动。发动机军用推力8890千克,加力推力13608千克,是当时世界上推力最大的发动机之一,仅次于北美XB-70轰炸机使用的通用电气YJ93-GE-3涡喷,但后者耗油率远高于奥林巴斯Mk 320。“奥林巴斯”Mk 320加力涡喷  Mk 320的性能指标远超过之前的“奥林巴斯”发动机,所以采用较重的材料制造,比Mk 301重了近1089千克。按照作战计划,TSR.2的任务架次中至少有80%将以2马赫或更快的速度飞行,导致飞机和发动机需要长时间暴露在高温之下。在2414公里/小时的速度下,飞机蒙皮温度可达225摄氏度,虽然高空飞行时这种气动加热可能会降低50摄氏度左右,但在2334公里/小时的速度下,进气口平均进气温度仍会高达160摄氏度。  为了应对高温工作环境,“奥林巴斯”Mk 320的大部分部件都使用钛合金、铌锰合金机和其他能抵御温度变化的合金制造。普通涡喷只用这些金属制造热段部件,而Mk 320需要用它们制造整台发动机。要知道当时英国飞机刚开始装备具有加力燃烧室的涡喷发动机,在20世纪50年代末,只有格罗斯特“标枪”和英国电气“闪电”两种战斗机具备加力系统。Mk 320的加力燃烧室系统由太阳公司研制,虽然很复杂,但非常有效。加力燃烧室内有三个同心环组成的火焰稳定器,尾部是一个由36片鱼鳞片组成的直径1.03米液压驱动的收敛-扩散尾喷管,这种设计有助于高温燃气保持均匀流动,并降低尾喷管侧壁温度。  Mk 320在1961年3月在测试台架上进行了首次试车,初始性能低于预期。1962年末测试发动机在测试中一片特别铸造的涡轮叶片破碎并打碎叶盘上的其它叶片。调查结果是铸件叶片太脆,于是改成锻件,这也降低了一点油耗。  在布里斯托尔发动机试验台和派斯托克的国家燃气轮机研究所积累1900小时地面测试时间后,Mk 320准备好了飞行测试。为此英国空军部向布里斯托尔·西德利公司提供“火神”B.1 XA894作为测试机,于1960年7月4日抵达菲尔顿。Mk 320安装在轰炸机机腹下的吊舱中,由弹舱油箱供油,通过吊舱前端的分叉进气口进气,并通过与自己的尾喷管排气。“火神”B.1 XA894发动机测试机  1962年2月23日,“火神”Mk 320测试机进行了35次成功试飞的首次。发动机表现非常出色,“火神”把自己的四台“奥林巴斯”Mk 101收至慢车,仅凭Mk 320的推力就能驱动77吨重轰炸机自如飞行。11月12日“火神”成功进行了首次Mk 320加力测试。  1962年12月3日,XA894按计划在菲尔顿使用这里的水冷消声装置对Mk 320进行地面测试。测试起初一切正常,但在开启第三阶段加力时发动机爆炸。机上所有五名机组在事故发生后30秒内成功逃生,轰炸机则在大火中继续燃烧,最后只剩一片左翼。事故原因是低压压气机驱动轴失效,还好没有发生在空中。在地面发动机测试中被烧毁的“火神”飞行控制系统  由于TSR.2机翼后缘被全展长吹气襟翼占据,无法设置传统副翼,所以滚转控制只能交给平尾。该机的平尾有效地把副翼和全动平尾功能集为一身。  左右平尾可差动提供滚转控制,也可以同时偏转提供俯仰控制。每侧平尾都由一个串联双活塞动作筒驱动,动作筒拥有自己的独立伺服液压系统,理论上一个活塞失效,动作筒仍能依靠另一个活塞以较低速度动作。每个动作筒都有一个控制阀,可以通过机械联动装置操作,也可以通过两个自动飞行控制系统(AFCS)致动器操作。平尾偏转角度10度到-20度,平飞尾偏转-6.5度。飞控系统还内置了人工感觉功能,在整个飞行包线内能提供如一的人工感觉。  随着速度的增加,飞控系统自动减小平尾的偏转幅度而不是增加杆力,以防止飞行员在高速下滚转操纵过度。平尾后缘有小型升降舵,可增强低速操控性,此时升降舵与全动平尾协调偏转。当不使用时,液压锁会把升降舵与平尾锁为一个整体。  全动单垂尾顶端距地面7.32米,围绕一根坚固的枢轴转动。垂尾同样由串联双活塞动作筒驱动,可以通过方向舵踏板的机械连接操作,也可以通过三个自动飞行控制系统致动器操作。虽然较大面积的垂尾仅需左右各偏转12.5度就能满足控制需要,但在设计中为了延长疲劳寿命,设计人员故意缩小了垂尾面积。TSR.2的全动平尾与全动垂尾起落架  TSR.2的起落架由电动液压公司制造。由于军方的苛刻要求,该机的主要起落架是迄今为止飞机上最复杂的设计之一,同时也是整个试飞计划中的麻烦制造者,是拖延高速试飞的主要因素。  为了能在半铺装或粗糙跑道上起降,起落架主要零件采用高强度镍铬钼钒合金制造。主起落架是转向架串列双轮结构,配备低压轮胎。起落架减震支柱的行程较长以应对粗糙跑道,阻尼特性为触地时较软,但随着飞机重量的下沉而变得僵硬。TSR.2极端复杂的主起落架  由于TSR.2的机身内已经被设备、油箱和发动机塞满,所以把粗壮的主起落架收入机身两侧就成为巨大的设计挑战,主起落架在向前收回的过程中必须维持飞机重心,放下后还必须达到4.11米的主轮跨距要求。TSR.2起飞后,主起落架支柱完全伸展,然后转向架向前旋转90度与起落架支柱呈一直线,使前轮在最下方,然后整个起落架单元向前收入机身两侧的狭窄空间中。收起时串列双轮需要向前旋转90度与起落架支柱呈一直线降落时也是前轮先触地  低压轮胎由固特异或邓禄普制造,是“堪培拉”轰炸机轮胎的改进型。邓禄普还制造了盘式刹车,具备Maxaret公司的防抱死系统,每个机轮都配有强制冷却风扇,刹车卡钳由两套独立的液压系统驱动,一套失效后仍能让飞机停止下来。飞行员通过踩方向舵踏板进行刹车,并能差动踩踏进行转向。  前起落架为并列双轮结构,通过方向舵踏板操作转向。前轮转向有硬化和粗糙跑道两种模式行,前者的最大转向角度+/-10度,后者+/-68度。当TSR.2在粗糙跑道起飞时,飞行员可以把前起落支柱延长76厘米来增加飞机攻角,使短距起飞变得轻而易举。舒适安全的座舱  英国军用飞机座舱在传统上从不注重舒适性,只注重功能性,但TSR.2打破了这一传统。该机的串列双座舱十分宽敞,飞行员和导航员通过架设在机身右侧的单独登机梯爬进座舱,导航员后座舱内有一把折叠梯子,供机组在偏远机场使用。TSR.2前后座仪表面板  座舱内安装了由马丁-贝克公司研制的Mk.8VA弹射座椅,是该公司当时最舒适的产品。弹射座椅在电动机驱动下完全可调,可升降或前后移动。作为当时最先进的弹射座椅之一,Mk.8VA的弹射范围从零-零一直到17000米-2.0马赫。前后座都能启动弹射程序,如果飞行员先拉动弹射手柄,导航员会跟在飞行员之后被弹出。以往弹射事件表明导航员在上述场景中往往没有做好弹射准备,导致在弹射中受伤,尤其是低空弹射。所以Mk.8VA座椅具有一套精良的身体束缚系统,无论导航员在弹射前手脚处于什么姿势,这套系统都能把他的手脚拉回弹射座椅,并拉紧肩带固定住他的身体,防止出现弹射伤害。所有这一切都在瞬间完成,当弹射座椅点火时,机组的高空头盔会自动放下遮阳面罩。Mk.8VA弹射座椅  在弹射程序的最后阶段,坠机记录仪会自动弹出。Redifon公司研制的这个飞行记录仪被设计为在一系列极端飞行参数下自动弹出,如飞行员弹射、高度极速下降、或承压超过1.56个标准大气压也就是飞机沉没在水中超过6.1米深度。记录仪在感觉温度突然升高后也会自动通过机身蒙皮易碎面板弹出,挂在一个小降落伞下降落。挡风玻璃的玄机  由于TSR.2的大部分作战任务都在低空执行,所以容易发生鸟击事故,所以该机在设计上非常注重对机组特别是飞行员的保护。Triplex安全玻璃公司制造的挡风玻璃能承受1.36千克飞鸟750节(1389公里/小时)高速的撞击。这块挡风玻璃配备了热空气除雨系统,内侧兼做平视显示器。除雨系统从发动机引出热空气,通过一对“除雨管”吹过挡风玻璃,能在恶劣天气中吹除风挡上的昆虫尸体和雨水。挡风玻璃还具有除雾功能,并和两侧边窗一样具有除冰功能。集成平显意味着挡风玻璃必须具有非常高的光学质量,Triplex的解决方案是制造出一片多层玻璃,最外层是一片低膨胀率玻璃,然后是K8硅橡胶中间层用于增加强度并承受150摄氏度高度,最后是一片光学玻璃,外侧镀金,通过发热元件为整个挡风玻璃除雾。这片光学玻璃内侧涂有平显反射涂层。侧窗玻璃采用类似结构。座舱盖玻璃由三层55号有机玻璃制成,强度很高,并用与挡风玻璃相同的技术进行除雾和除冰。风挡兼做平显,与F-14的设计方式如出一辙被自己人击落的英国超音速核轰炸机(一)被自己人击落的英国超音速核轰炸机(二)被自己人击落的英国超音速核轰炸机(三)一納即One is enough  谢谢支持  要玩  就要痛快玩  长期找寻志同道合之人一起来玩草榴注册码

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