Kurz SC.1 - Short SC.1

SC.1
Kurz SC.1 Farnborough 1958.jpg
Kurzer SC.1 XG900 auf der Farnborough SBAC Show im September 1958
Rolle Versuchsflugzeuge
nationale Herkunft Vereinigtes Königreich
Hersteller Kurze Brüder
Erster Flug 2. April 1957 (CTOL)
26. Mai 1958 (VTOL)
Im Ruhestand 1971
Status Im Ruhestand und erhalten
Hauptbenutzer Royal Aircraft Establishment
Nummer gebaut 2

Die Short S.c.1 waren die ersten britischen Starrflügel vertikalen Start und Landung ( VTOL ) Düsenflugzeugen . Es wurde von Short Brothers entwickelt . Es wurde von einer Anordnung von fünf Rolls-Royce RB.108- Turbojets angetrieben , von denen vier für den Vertikalflug und einer für den konventionellen Horizontalflug verwendet wurden. Die SC.1 war das erste britische VTOL -Starrflügelflugzeug und das erste, das zwischen vertikalem und horizontalem Flugmodus überging. Es war auch das erste VTOL-fähige Flugzeug mit einem Fly-by-Wire- Steuerungssystem.

Die SC.1 wurde als Reaktion auf die Anforderung des Versorgungsministeriums (MoS) für ein geeignetes Flugzeug zur Durchführung von Flugstudien zum VTOL-Flug sowie speziell für den Übergang zwischen vertikalem und horizontalem Flug entwickelt und hergestellt. Zwischen 1957 und 1971 wurden zwei Prototypen für Flugtests verwendet. Forschungsdaten aus dem SC.1-Testprogramm trugen zur Entwicklung des Hawker Siddeley P.1127 und des nachfolgenden Hawker Siddeley Harrier bei , dem ersten betriebsbereiten VTOL-Flugzeug.

Im Oktober 2012 erhielt der Short SC.1 den ersten Engineering Heritage Award für Nordirland als Anerkennung für seine bedeutenden Leistungen im Bereich Engineering.

Entwicklung

In den 1940er Jahren interessierten sich verschiedene Nationen für die Entwicklung lebensfähiger Flugzeuge für vertikale Starts und Landungen (VTOL). In den 1950er Jahren hatte Großbritannien das speziell gebaute Rolls-Royce Thrust Measuring Rig , ein rohes, aber wegweisendes VTOL-Flugzeug, das wie geplant erfolgreich geflogen war , im Flug getestet , um die Realisierbarkeit des Konzepts zu demonstrieren und nützliche Daten bereitzustellen, auf denen aufgebaut werden konnte. Während das Schubmessgerät wertvolle Erkenntnisse für die Konstruktion von VTOL-Flugzeugen geliefert hatte, beispielsweise die Anforderung eines automatischen Stabilisierungssystems, litt es unter einigen Mängeln, die seinen Wert als Plattform für weitere detaillierte Untersuchungen untergruben, wie z. B. Kontrollverzögerung und a Mangel an aerodynamischen Oberflächen. Es bestand Bedarf an einem Flugzeug, das die Erfahrungen des Schubmessgeräts nutzte und Gebiete erkundete, die über seine begrenzten Möglichkeiten hinausgingen.

Die SC.1 hat ihren Ursprung in einer Vorlage von Short Brothers zur Erfüllung einer Ausschreibung des Ministeriums für Versorgung (MoS) (ER.143T) für ein Forschungsflugzeug mit vertikalem Start, die im September 1953 ausgestellt worden war. Am 15. Oktober 1954 wurde das vorgeschlagene Design vom Ministerium angenommen und umgehend ein Vertrag über zwei Flugzeuge zur Erfüllung der Spezifikation ER.143D abgeschlossen . Wie vorgesehen, sollte das Flugzeug für eine Reihe von Flugtests verwendet werden, um sein Verhalten während des Übergangs zwischen vertikalem und horizontalem Flugmodus zu untersuchen, um das optimale und minimale Maß an Unterstützung zu bestimmen, das der Autostabilisator während des Übergangsprozesses benötigt Aufdecken wahrscheinlicher betrieblicher Probleme und Entwicklung entsprechender Unterstützungshilfen und Ausrüstung für den Piloten zur Entwicklung eines Allwetter-Anflug- und Landesystems.

Short konstruierte zwei Prototypen mit den Bezeichnungen XG900 und XG905 .

Design

Die Short SC.1 war ein einsitziges, schwanzloses Delta-Wing- Flugzeug mit niedrigem Flügel und einem Gesamtgewicht von ca. 8.000 Pfund (max. 7.700 Pfund für den Vertikalflug). Es wurde von vier vertikal montierten, leichten Rolls-Royce RB.108- Hubmotoren angetrieben, die einen vertikalen Gesamtschub von 8.600 Pfund lieferten, sowie einem einzelnen RB.108-Kreuzfahrtmotor im Heck des Flugzeugs, um den Schub für den Vorwärtsflug bereitzustellen. Die Aufzugsmotoren wurden vertikal paarweise nebeneinander in einer zentralen Bucht montiert, so dass ihre resultierende Schublinie nahe am Schwerpunkt des Flugzeugs verlief. Diese Triebwerkspaare könnten nach vorn und hinten geschwenkt werden, um einen Vektorschub zum Beschleunigen / Abbremsen entlang der Längsachse des Flugzeugs zu erzeugen.

XG900 Short SC.1 auf der SBAC- Messe 1961 mit den Oleo-Beinverkleidungen und den Mitte 1960 hinzugefügten automatischen Einlasslamellen des Liftmotors

Während des konventionellen Fluges würden die Aufzugsmotoren abgeschaltet; Bevor sie mit dem Übergang vom horizontalen zum vertikalen Flug beginnen, werden sie mit Druckluft aus dem einzelnen Kreuzfahrtmotor gestartet. Die Druckluft sorgte für die anfängliche Drehung des Motors, aber es musste auch ein Druckabfall vom Einlass zum Auslass vorhanden sein, da die Druckluft allein nicht ausreichte, um die Leerlaufdrehzahl zu erreichen. Eine beträchtliche Windkanal- und Flugentwicklung des Lufteinlasses war erforderlich, da zu Beginn des Übergangs vom Horizontalflug vertikal montierte Triebwerke einen Seitenwind tolerieren müssen, der der Vorwärtsfluggeschwindigkeit entspricht, ohne zu schwanken oder übermäßige Vibrationen zu verursachen. Die erforderliche gleichmäßige Strömung wurde mit Hilfe eines Satzes von 7 Klappkiemen erreicht, die sich in eine nach vorne gerichtete Position öffneten, um Luft in ein Plenum zu leiten, das die Motoren versorgte. Das Verhalten eines vertikal montierten RB.108 in Bezug auf Wiederaufnahme und Bodenerosion wurde mit einer Installation untersucht, die für die SC.1 während des Bodenbetriebs in einem Meteor auf dem Flugplatz Hucknall repräsentativ war . Anfänglich wurde eine Reihe von Absenkungen an den Austrittsdüsen der Aufzugsmotoren angebracht, um eine Niederdruckumgebung unter den Motoren aufrechtzuerhalten, um sicherzustellen, dass der Motorrotor in der richtigen Richtung "windmahlt", bevor die Druckluft zum Starten zugeführt wird; Aufgrund der Effektivität von Einlass- und Motordesignänderungen wurden die Scuttles unnötig.

Das Cockpit-Layout war hauptsächlich konventionell, wurde jedoch durch die große Anzahl von Systemen, die der Pilot überwachen musste, kompliziert. Für seine Rolle als Forschungsflugzeug verfügte es über ein umfassendes Aufzeichnungsgerät.

Der gemeinsame Gashebel für die vier Vertikalhubmotoren war die einzige zusätzliche Primärsteuerung im Cockpit. Es wurde auf ähnliche Weise wie das kollektive Nickniveau eines Drehflüglers betrieben. Abhängig von seiner Vorwärtsgeschwindigkeit waren zwei Möglichkeiten erforderlich, um die Fluglage des Flugzeugs zu steuern. Während des konventionellen Fluges wurden aerodynamische Oberflächen und Luftstrahldüsen zum Übergang vom Horizontalflug, Schwebeflug und Vertikalflug verwendet. Zapfluft von den vier Hubmotoren (ungefähr 10 Prozent des Ansaugluftstroms) wurde den variablen Düsen für Nase, Heck und Flügelspitze zugeführt, um die Neigung , das Rollen und das Gieren bei niedrigen Geschwindigkeiten zu steuern, bei denen ein unzureichender Luftstrom über die Aerodynamik herrschen würde Oberflächen für herkömmliche Steuerungen, um wirksam zu sein.

Der SC.1 war auch mit dem ersten " Fly-by-Wire " -Steuersystem ausgestattet, das in ein VTOL-Flugzeug eingebaut wurde. Dieses elektrisch signalisierte Steuersystem, zu dem auch der Autostabilisator gehörte, übertrug nicht nur Signale von Cockpit-Steuerungen wie die Position des Steuerknüppels, sondern überwachte auch Rückmeldesignale von den Servos, um die Stabilität des Systems selbst zu gewährleisten. Insgesamt drei Steuerungsmodi für die aerodynamischen Oberflächen und / oder die Düsensteuerungen wurden vom System zugelassen:

  1. Aerodynamische Oberflächen und Luftstrahldüsen werden elektrisch über drei unabhängige Servomotoren (mit "Drei-Wege-Parallel" - oder "Triplex" -Fehlersicherungsbetrieb) in Verbindung mit drei Autostabilisator-Steuerungssystemen ("Full Fly-by-Wire") gesteuert.
  2. Hybridmodus, bei dem die Düsen durch Servo / Autostabilisator gesteuert wurden und die aerodynamischen Oberflächen direkt mit den manuellen Steuerungen verbunden wurden
  3. Direktmodus, in dem alle Steuerelemente mit dem Steuerknüppel verbunden waren
XG900 Short SC.1 Farbprofil

Die Modi 1 und 2 wurden am Boden ausgewählt; Immer wenn der Autostabilisator in Betrieb war, verfügte der Pilot über einen Notüberbrückungshebel, mit dem er im Flug in den direkten Steuermodus zurückkehren konnte. Die Ausgaben der drei Steuerungssysteme wurden verglichen und eine "Mehrheitsregel" durchgesetzt, um sicherzustellen, dass ein Fehler in einem einzelnen System von den beiden anderen (vermutlich korrekten) Systemen überschrieben wurde. Jeder Fehler in einem "Fly-by-Wire" -Pfad wurde dem Piloten als Warnung angezeigt, die er entweder ignorieren oder durch Umschalten auf direkte (manuelle) Steuerung beantworten konnte.

Wie bei anderen VTOL-Flugzeugen litt die Short SC.1 aufgrund des Bodeneffekts unter einem vertikalen Schubverlust . Untersuchungen an maßstabsgetreuen Modellen ergaben, dass diese Verluste für den SC.1 in Fahrgestellhöhe zwischen 15 und 20 Prozent liegen würden . Kraftstofftanks befanden sich entlang der Flügelvorderkanten und in "Beuteltanks", die zwischen den Hauptflügelholmen angebracht waren. Der SC.1 war mit einer Dreirad-Unterwagenanordnung ausgestattet ; Während das Fahrwerk nicht eingefahren ist, kann es zwischen zwei alternativen Positionen eingestellt werden, die entweder für konventionelle und vertikale Landungen geeignet sind. Die festen Fahrwerksbeine wurden speziell für den Vertikalflug entwickelt; Jedes Bein trug ein Paar hitzebeständige Lenkräder, während das hintere Fahrwerk ebenfalls mit Scheibenbremsen ausgestattet war. Langhub-Oleos wurden verwendet, um vertikale Landungen abzufedern. Das robuste Getriebe konnte einer Sinkgeschwindigkeit von 5,5 m pro Sekunde standhalten.

Testen

Der erste Short SC.1, XG900 , auf der SBAC- Show 1958 in Farnborough

Der erste SC.1-Prototyp, XG900 , wurde im Werk Belfast in Nordirland von Short gebaut und führte in diesem Werk erstmals erste Motorläufe durch . Nach dem Seetransport nach England wurde der XG900, der ursprünglich nur mit dem Antriebsmotor ausgestattet war, an das Royal Aircraft Establishment (RAE) in Boscombe Down geliefert, um mit dem Flugtestprogramm zu beginnen. Am 2. April 1957 führte der Prototyp den Jungfernflug des Typs durch , der auch sein erster konventioneller Start- und Landeflug (CTOL) war.

Etwas mehr als ein Jahr später, am 26. Mai 1958, machte der zweite Prototyp den ersten angebundenen Vertikalflug. Anfängliche Flüge dieses Typs wurden durchgeführt, während sie an einem speziell entwickelten Portal befestigt waren , das nur eine begrenzte Menge an Freiheit bot, bis zu 15 Fuß vertikal und 10 Fuß außermittig in jede Richtung. Die vertikale Geschwindigkeit war ebenfalls auf weniger als 10 Fuß beschränkt /zweite; Eine fortschreitende Verhaftung des Flugzeugs erfolgte über diese Begrenzung hinaus. Es würde von einer Gitterplattform abheben, die 6 Fuß über dem Boden selbst positioniert ist, um das Phänomen des Bodeneffekts zu umgehen. Shorts hatte bei der Entwicklung einer geeigneten Plattform erhebliche Anstrengungen unternommen, um die negativen Auswirkungen des Bodeneffekts zu beseitigen, und wurde mehrmals neu gestaltet. Die Portalanlage wurde für Ab-initio- Schulungs- und Einarbeitungszwecke für die ersten 8 Piloten genutzt, die die SC.1 flogen.

Am 25. Oktober dieses Jahres führte der Typ den ersten "freien" Vertikalflug durch. Am 6. April 1960 wurde der erste Übergang zwischen vertikalem und horizontalem Flug während des Fluges erfolgreich durchgeführt. Während der Short SC.1 beim Übergang zwischen den beiden Modi erfolgreich war, hatte er den Ruf, als Flugzeug etwas unansehnlich zu sein.

Der SC.1 wurde 1958 und 1960 auf der Farnborough Airshow öffentlich ausgestellt . es erschien auch auf der Paris Air Show im Jahr 1961, auf der es einen Demonstrationsflug durchführte. Am 2. Oktober 1963 stürzte das zweite Testflugzeug in Belfast ab und tötete den Piloten JR Green. Die Ursache wurde später als Kontrollstörung festgestellt. Nach dem Unfall wurde das Flugzeug umgebaut und für weitere Tests wieder in den Flug gebracht. Beide flogen bis 1967 weiter. Bis 1965 waren insgesamt 14 verschiedene Piloten des Typs geflogen.

Als Ergebnis von Bodeneignungstests wurde festgestellt, dass herkömmlicher Pistenbeton, Pflaster und sogar Grasstreifen für den vertikalen Start und die Landung des SC.1 ausreichend sind. Schmutz, der von unvollständigen Oberflächen herausgedrückt werden kann, stellt jedoch ein Risiko für das Personal dar, nicht jedoch für das Flugzeug selbst. Das Testprogramm ermöglichte auch den Erwerb von Erfahrungen mit der Wartung und Instandhaltung eines VTOL-Flugzeugs, obwohl dies weder Hauptziele des Entwurfs noch des Forschungsaufwands waren. Während des gesamten Programms wurden durchschnittlich 2,6 Flüge pro Woche durchgeführt. Während während des Fluges zahlreiche Fehler mit dem Autostabilisator gemeldet wurden, trat nie ein Fehler auf, der das Flugzeug gefährdete oder Auswirkungen auf seine Kontrolle hatte.

Tests ergaben erhebliche Schwierigkeiten bei der Messung des tatsächlichen Motorschubs, was zu weiteren Tests mit verbesserten Einlässen und Instrumenten führte. Letztendlich erwiesen sich die Triebwerke als weitaus weniger problematisch als angesichts des experimentellen Charakters des Flugzeugs und seiner Kraftwerke zu erwarten gewesen wäre. und wenn Fehler im Triplex-Autostabilisator auftraten, waren sie leicht zu lokalisieren, was teilweise auf die Selbstprüfung des Systems zurückzuführen war. Laut einem Bericht des Luftfahrtministeriums wurde festgestellt, dass der SC.1 ein wirksames Forschungsinstrument war, wenn er innerhalb der durch seine geringe Größe und begrenzte Kapazität vorgegebenen Grenzen betrieben wurde. Es wurde jedoch festgestellt, dass ein größeres Flugzeug für umfangreichere Tests der Instrumente und Leitgeräte erforderlich wäre.

Der SC.1 flog über zehn Jahre und lieferte während dieser Zeit viele Daten, die dazu dienten, spätere Designkonzepte wie die "Puffer Jet" -Steuerung des Hawker Siddeley P.1127 , dem Vorläufer des Hawker Siddeley Harrier, zu beeinflussen . Die Flugtestarbeiten in Bezug auf vertikale Start- und Landetechniken und -technologien erwiesen sich ebenfalls als von unschätzbarem Wert und trugen dazu bei, Großbritanniens Führung auf diesem Gebiet weiter auszubauen. Der Short SC.1 wurde letztendlich vom aufstrebenden Harrier überholt, was unter anderem bewies, dass es nicht notwendig war, weitere vier Motoren ausschließlich zum Abheben und Landen mitzuführen.

Ausgestellte Flugzeuge

Der erste SC-1 ( XG900 ) wurde Teil der Flugzeugsammlung des Science Museum in South Kensington , London. Es wurde bis 1971 für die VTOL-Forschung verwendet.

Der zweite SC-1 ( XG905 ) wurde ebenfalls erhalten und ist auf der Ausstellung Flight Experience im Ulster Folk and Transport Museum in Cultra, Nordirland, statisch ausgestellt .

Betreiber

  Vereinigtes Königreich

Spezifikationen

Vorwärtsrumpf und Cockpit eines Short SC.1
Rumpf und Flügel eines SC.1. Beachten Sie den Lufteinlass an der Basis des Hecks für den RB.108-Kreuzfahrtmotor sowie den Grill über dem mittleren Rumpfschacht, in dem sich die vertikalen Hubmotoren befinden

Daten von Shorts Aircraft seit 1900 , Ministerium für Luftfahrt

Allgemeine Charakteristiken

  • Besatzung: 1
  • Länge: 7,77 m
  • Spannweite: 7,16 m (23 Fuß 6 Zoll)
  • Höhe: 10 Fuß 8 Zoll (3,25 m)
  • Flügelfläche: 211,5 sq ft (19,65 m 2 )
  • Seitenverhältnis: 2,61: 1
  • Schaufelblatt : NACA 0010
  • Leergewicht: 2.839 kg (6.260 lb)
  • Bruttogewicht: 3.7003 kg ( VTOL- Betrieb)
  • Maximales Startgewicht: 3.651 kg ( CTOL- Betrieb)
  • Triebwerk: 1 × Rolls-Royce RB.108 Turbojet , 9,5 kN Schub (Vorwärtsflug)
  • Triebwerk: 4 × Rolls-Royce RB.108-Turbojets mit einem Schub von jeweils 9,5 kN (Hubmotoren)

Performance

  • Höchstgeschwindigkeit: 396 km / h, 214 kn
  • Reichweite: 240 km, 130 nmi
  • Servicedecke: 2.400 m
  • Steiggeschwindigkeit: 700 Fuß / min (3,6 m / s)
  • Tragflächenbelastung: 38,1 lb / sq ft (186 kg / m 2 )
  • Schub / Gewicht :
    • (CTOL): 0,265
    • (VTOL): 1.11

Siehe auch

Flugzeuge mit vergleichbarer Rolle, Konfiguration und Ära

Verwandte Listen

Verweise

Anmerkungen

Literaturverzeichnis

Externe Links