Lockheed NF-104A - Lockheed NF-104A

NF-104A
Lockheed NF-104A, 56-0756 , wspinanie się z mocą rakiety
Rola	Trener lotniczy
Producent	Lockheed Aircraft Corporation
Projektant	Clarence „Kelly” Johnson
Pierwszy lot	9 lipca 1963
Wstęp	1 października 1963
Emerytowany	Czerwiec 1971
Główny użytkownik	Siły Powietrzne Stanów Zjednoczonych
Liczba zbudowany	3
Opracowany z	Lockheed F-104 Starfighter

Lockheed NF-104A był amerykański mieszane energii, wysoka wydajność, naddźwiękowy lotniczy trener , który służył jako taniego astronauta pojazdem szkoleniowym dla North American X-15 i przewidywana Boeing X-20 Dyna-Soar programy.

Trzy samoloty zostały zmodyfikowane z istniejących płatowców Lockheed F-104A Starfighter i służyły w Szkole Pilotów Badań Lotniczych w latach 1963-1971. Modyfikacje obejmowały mały dodatkowy silnik rakietowy i system kontroli reakcji do lotu w stratosferze . Podczas programu testowego maksymalna osiągnięta wysokość wynosiła ponad 120 000 stóp (36 600 m). Jeden z samolotów został zniszczony w wypadku podczas lotu Chucka Yeagera . Wypadek został przedstawiony w książce The Right Stuff oraz filmie pod tym samym tytułem . 10 grudnia 2019 r. Baza Sił Powietrznych Edwards opublikowała pełną transkrypcję wideo filmów z lotu z 1963 r. i późniejszej katastrofy.

Rozwój

Wraz z nadejściem ludzkich lotów kosmicznych we wczesnych latach 60-tych, Szkoła Pilotów Doświadczalnych Lotnictwa Testowego Sił Powietrznych Stanów Zjednoczonych (USAF) w Bazie Sił Powietrznych Edwards została przemianowana na Szkołę Pilotów Badań Lotniczych (ARPS), z naciskiem na odejście od tradycyjnego szkolenia. testowy kurs pilotażowy do programu nauczania bardziej zorientowanego na loty kosmiczne.

Pierwsze użycie niezmodyfikowanego samolotu F-104

Uzyskano pewną liczbę standardowych myśliwców F-104 Starfighter (w tym wersje dwumiejscowe F-104D) i wykorzystano je przez ARPS do symulacji profili ścieżki podejścia o niskim udźwigu/wysokim ślizgu w X-15 i projektowanej X-20 Dyna. - Szybuj program. Manewry te rozpoczęto na wysokości 12 000 stóp (3700 m), gdzie silnik F-104 został zdławiony do 80% mocy; z wysuniętymi klapami, hamulcami prędkości i podwoziem samolot został ustawiony w 30° nurkowania z wyciąganiem flary do lądowania, zaczynając od 1500 stóp (500 m) nad ziemią. Takie podejścia ślizgowe nie pozostawiały wiele miejsca na błędy.

System kontroli reakcji

Zdano sobie sprawę, że normalne powierzchnie sterowe samolotu miały niewielki wpływ lub nie miały żadnego wpływu w rozrzedzonym powietrzu górnej stratosfery i że każdy samolot operujący na bardzo dużych wysokościach musiałby być wyposażony w system kontroli reakcji (RCS). Zmodyfikowana wersja Bell X-1 została użyta do wstępnych testów RCS, ale została uziemiona po problemach technicznych. Został on zastąpiony w 1959 roku zmodyfikowanym przez NASA Lockheed F-104A (55-2961), który posiadał systemy RCS na końcach skrzydeł iw nosie kadłuba. Ten samolot (oznaczony jako JF-104) osiągnął maksymalną wysokość 83 000 stóp (25 300 m) podczas programu testowego. Wśród pilotów, którzy latali tym samolotem, znalazł się Neil Armstrong , który zdobył cenne doświadczenie w korzystaniu z RCS. Piloci skarżyli się, że wyświetlacze przyrządów były trudne do odczytania i nie były wystarczająco dokładne dla profili wznoszenia o krytycznym zbliżeniu, wymaganych do osiągnięcia dużych wysokości.

Umowa Lockheed

Lockheed otrzymał w 1962 roku kontrakt od Sił Powietrznych Stanów Zjednoczonych na modyfikację trzech samolotów F-104A do pełnienia roli trenera lotniczego (AST). Płatowce zostały wyjęte z magazynu w AMARG i przetransportowane do fabryki firmy w celu modyfikacji.

Profil projektu i lotu

Konstrukcja F-104A została już ustalona jako lekki samolot o wysokich osiągach. W projekcie AST położono nacisk na usunięcie zbędnego sprzętu, zamontowanie silnika rakietowego w celu uzupełnienia istniejącego silnika odrzutowego, zamontowanie pokładowego systemu RCS oraz udoskonalenie oprzyrządowania. Poniżej przedstawiono główne różnice między wersją produkcyjną a AST:

Skrzydło

Rozpiętość skrzydeł od NF-104A została zwiększona poprzez dodanie rozszerzeń WingTip. Ta modyfikacja była potrzebna do umieszczenia sterów sterujących przechyłem RCS i zmniejszenia obciążenia skrzydeł .

Powierzchnie ogona

Pionowa płetwa i ster zostały zastąpione wersjami o większej powierzchni z dwumiejscowego F-104 i zostały zmodyfikowane konstrukcyjnie, aby umożliwić montaż silnika rakietowego.

Kadłub samolotu

Osłona nosowa z włókna szklanego została zastąpiona aluminiową powłoką i mieściła stery strumieniowe RCS.

Wloty powietrza pierwotnie zaprojektowane przez Bena Richa miały taką samą stałą geometrię jak F-104A, ale zawierały przedłużenia stożków wlotowych dla optymalnej pracy silnika odrzutowego przy wyższych liczbach Macha . Wewnętrzne różnice w kadłubie obejmowały zapewnienie zbiorników utleniacza paliwa rakietowego , usunięcie armaty M61 Vulcan , sprzętu radarowego i niepotrzebnej awioniki . Zainstalowano zbiornik azotu w celu zwiększenia ciśnienia w kabinie . Było to wymagane, ponieważ po normalnym i oczekiwanym wyłączeniu w fazie wznoszenia nie będzie dostępnego powietrza upustowego z silnika.

Silnik rakietowy

Oprócz standardowego silnika odrzutowego General Electric J79 , u podstawy pionowej płetwy zamontowano silnik rakietowy Rocketdyne AR2-3. Silnik ten spalał mieszankę paliwa JP-4 i 90% roztworu utleniacza nadtlenku wodoru . NF-104 miał wystarczającą ilość utleniacza na około 100 sekund pracy silnika rakietowego. Poziom ciągu mógł być regulowany do maksymalnej lub około połowy mocy przez pilota za pomocą dodatkowej dźwigni gazu po lewej stronie kokpitu .

System kontroli reakcji

System sterowania reakcją składał się z ośmiu pędników typu pitch/odchylenie (po cztery na każdą oś) i czterech pędników rolkowych. Używały tego samego rodzaju paliwa z nadtlenkiem wodoru, co główny silnik rakietowy, z dedykowanego zbiornika paliwa o wadze 155 funtów (70 kg) i były sterowane przez pilota za pomocą uchwytu zamontowanego w tablicy rozdzielczej. Każdy z pędników skoku/odchylenia miał siłę ciągu 113 lbf (500 N), a pędniki walcowe miały ciąg 43 lbf (190 N).

Typowy profil lotu

NF-104A był w stanie osiągać duże wysokości dzięki połączeniu wznoszenia z zoomem (rozwijanie dużej prędkości podczas płytkiego nurkowania na dużej wysokości, a następnie stromo wspinanie się, przekształcając prędkość i pęd na wysokość) z użyciem silnika rakietowego (do osiągać wyższe prędkości i utrzymywać prędkość wznoszenia tak długo, jak to możliwe po wejściu w zbliżoną prędkość wznoszenia). Typowa misja obejmowała poziomowe przyspieszenie na 35 000 stóp (10 700 m) do 1,9 macha, gdzie silnik rakietowy zostałby odpalony, a po osiągnięciu 2,1 macha samolot zostałby przechylony do kąta wznoszenia 50-70° przez ostrożne przyłożenie obciążenia równy 3,5  g . Dopalacz J79 zacznie być dławiony na wysokości około 21300 m, a wkrótce potem nastąpi ręczne odcięcie paliwa głównego silnika odrzutowego na wysokości około 25900 m, aby zapobiec szybkiemu wzrostowi temperatury silnika przed uszkodzeniem stopni turbiny. silnik odrzutowy. Po przejściu przez szczyt łuku balistycznego NF-104 opadnie z powrotem w gęstsze powietrze, gdzie główny silnik może zostać ponownie uruchomiony przy użyciu techniki restartu wiatraka w celu powrotu do lądowania.

Historia operacyjna

Pierwszy NF-104A

Pierwszy NF-104A (USAF 56-0756 ) został zaakceptowany przez USAF 1 października 1963 roku. Szybko ustanowił nowy nieoficjalny rekord wysokości 118 860 stóp (36 230 m) i pobił go 6 grudnia 1963 roku osiągając wysokość 120 800 stóp (36 800 m). Samolot został uszkodzony w locie w czerwcu 1963 roku, kiedy eksplodował statek z utleniaczem rakietowym. Doznał eksplozji silnika rakietowego w locie w czerwcu 1971 roku. Chociaż pilot był w stanie bezpiecznie wylądować, uszkodzony samolot został wycofany z eksploatacji, co oznaczało koniec projektu NF-104. Samolot ten został przeniesiony do Muzeum Narodowego Sił Powietrznych Stanów Zjednoczonych. Jest na wystawie w Nevada County Air Park , Grass Valley w Kalifornii . noszących oznaczenia „56-0751”.

Drugi NF-104A

Drugi NF-104A (USAF 56-0760 ) został zaakceptowany przez USAF w dniu 26 października 1963. Po przejściu na emeryturę, to samolot był zamontowany na słupie poza US Air Force Szkoły Test Pilot w Edwards Air Force Base i nadal można tam widać Dziś. Rozszerzone Wingtips RCS metalu stożkowy nos i innych części z 56-0760 jako depozyt Darrylem Greenamyer na swych prób płytowych lotnictwa cywilnego, wykorzystując wysoce zmodyfikowaną F-104. Kiedy został zmuszony do katapultowania się podczas rekordowego lotu, jego samolot został zniszczony, a części nigdy nie zwrócono.

Trzeci NF-104A

Trzeci NF-104A (USAF 56-0762 ) został dostarczony do USAF w dniu 1 listopada 1963 roku i został zniszczony w katastrofie pilotowanej przez Chucka Yeagera w dniu 10 grudnia 1963 roku. Wypadek ten został opisany w książce Yeager: An Autobiography , oraz książkową i filmową adaptację The Right Stuff . Samolotem użytym do filmowania był standardowy F-104G lecący z usuniętymi zbiornikami paliwa na końcówkach skrzydeł, ale poza tym brakowało jakichkolwiek modyfikacji NF-104A, w szczególności silnika rakietowego ustawionego pod kątem u podstawy stabilizatora pionowego.

Operatorzy

 Stany Zjednoczone

• Siły Powietrzne Stanów Zjednoczonych

Specyfikacje (NF-104A)

Dane z Libisa .

Ogólna charakterystyka

• Załoga: 1
• Długość: 54 stóp 9 cali (16,69 m)
• Rozpiętość skrzydeł: 25 stóp 9 cali (7,85 m)
• Wysokość: 13 stóp 6 cali (4,11 m)
• Powierzchnia skrzydła: 212,8 stóp kwadratowych (19,77 m ² )
• Płat : Dwuwypukła 3,36%
• Masa własna: 13500 funtów (6123 kg)
• Masa brutto: 21 400 funtów (9 707 kg)
• Zespół napędowy: 1 x General Electric J79-GE-3B dopalania silnik turboodrzutowy , 9600 lbf (43 kN) ciąg suchy, 14800 lbf (66 kN) z dopalaczem
• Zespół napędowy: 1 x Rocketdyne AR2-3 silnik rakietowy na paliwo ciekłe, ciąg 6000 lbf (27 kN)

Występ

• Maksymalna prędkość: Mach 2,2

Zobacz też

• Seria wiekowa
• Robert Henry Lawrence Jr.

Powiązany rozwój

• Aeritalia F-104S
• Kanadair CF-104
• CL-1200 Lancer i Lockheed X-27
• Lockheed F-104 Starfighter
• Myśliwiec Lockheed XF-104

Samoloty o porównywalnej roli, konfiguracji i epoce

• Saunders-Roe SR.53
• Saunders-Roe SR.177

Powiązane listy

• Lista samolotów myśliwskich
• Lista operatorów Lockheed F-104 Starfighter
• Lista samolotów wojskowych Stanów Zjednoczonych
• Lista samolotów rakietowych

Bibliografia

Uwagi

Bibliografia

Linki zewnętrzne

• NF-104.com
• Strona Joe Baughera NF-104