鲜为人知的备份鱼鹰——杜邦航空DP-2垂直起降飞机

军心安营扎寨 2024-10-13 09:33:41

“滚回绘图板”被淘汰的飞行器方案366

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DP-1

杜邦航空(DuPont Aerospace)由安托尼 ·A·杜邦(Anthony A. duPont)在1969年创立,注意不是跨国化学公司杜邦,杜邦先生一直担任这家位于加利福尼亚州埃尔卡洪的公司总裁。

安托尼 ·A·杜邦 在他家车库里的DP 2驾驶舱模型前

杜邦毕业于耶鲁大学在加州理工获得航空学硕士学位,曾在泛美航空公司担任领航员和副驾驶员,在道格拉斯飞机公司担任工程师,负责过包括土星火箭上面级设计在内的重要项目,并曾经担任道格拉斯航空航天飞机开发项目的航空航天高级设计主管。他还曾在加勒特公司担任涡轮风扇发动机产品规划总监,并管理该公司的NASA高超音速研究发动机计划。

DP-1

DP-2

杜邦 DP-2想象图

1981年,杜邦提出一个垂直/短距起降(V/STOL)喷气式飞机的概念,并成功的引起了NASA的注意。如何将快速舒适的喷气式飞行方式和垂直起降技术相结合,一直是20世纪航空界的“圣杯”。从50年代开始不断有各种各样的方案被提出,但鲜有成功的例子。

DP-2

DP-是一种独特的垂直起降概念机,实现了高效的短距离和长距离性能与近涡轮螺旋桨经济性的结合。杜邦公司认为,它具有最大的潜力,作为一个通勤/企业/军事公用事业运输配置为30名乘客。该设计采用了美国宇航局开发的超临界机翼,并在改装的F-8喷气式飞机上进行了飞行测试。目标是使阻力突破马赫数达到0.95。

DP-2

DP-2

DP-2的两个风扇发动机埋在驾驶舱下方的机身中。 发动机后方,位于全机中心之下有一个推力矢量系统,用于起飞额着陆。一种新型的腹部复合材料叶片系统提供了方向控制,而不需要复杂的引气系统将空气引导到尾锥和翼尖。这套原理并非原创,早在60年代就曾经贝尔 X-14B VTOL试验机上成功的实现。

贝尔 X-14B

DP-1 原理图

这架飞机的机身长度为61英尺2英寸,翼展53英尺4英寸和高18英尺9英寸,可容纳30-44名乘客。预计最大重量为53,000磅,最大高度45,000英尺,杜邦声称航程可以满足洲际旅行要求。

杜邦航空的广告

1982年DP-2的1/10比例模型已经在美国宇航局的艾姆斯研究中心进行了试验,据说风洞数据证实了设计者预测的飞行能力,工作风扇和矢量推力控制系统都成功达到预期。

DP-2宣传资料

DP-2模型

杜邦公司向航空公司(主要是老东家泛美)美国海军、空军和海军陆战队提出了DP-2的民用和军用版本的建议,但反响不大,各方面都对这架外观有点丑陋的飞机没什么兴趣。

据杜邦公司称,DP-2有能力像直升机一样起飞和降落,同时携带48名全副武装的士兵,甚至容纳悍马车。正是这种运载能力将DP-2与鹞式战斗机和涡轮螺旋桨动力的V-22(目前最快的垂直起飞运输机)区分开来。杜邦宣传中DP-2的卖点是速度快。例如,DP-2可以在7小时53分钟内将人员和支持从北卡罗来纳州的布拉格堡直飞科索沃。它还可以在创纪录的时间内执行其他战略或外交任务。除了协和式飞机之外,DP-2据称比任何一种客机都快。

DP-2军用版本货仓安排

DP-2军用版本模型

更重要的是,DP-2可以在洲际距离飞行时保持这种速度。它比747快13%到达目的地,所需时间不到V-22的一半。DP-2的高航程也减少了空中加油需求。 DP-2的另一个独特之处是它声称能够降落在任何带有登陆平台的船上,并且它有能力到达世界海洋上的任何地方。不过在当时航空公司怀疑这些指标,军方也不感兴趣。

DP-2的两个关键技术中的第一个是其非腐蚀性碳复合材料结构,该结构在低温下固化,坚固耐用,重量轻,制造成本低。第二个是它使用高效的航空发动机,其可靠性和低维护。这两个方面在80年代都刚刚起步,实现起来非常困难。

DP-1

DP-1

DP-2的故事没有结束,几乎是在被提出10年后,情况发生了变化。1991年,贝尔波音公司的V-22倾转旋翼机项目经历了巨大的成本超支和三次致命的坠毁。在随后的国会听正会上,来自加州的众议员达纳·罗拉巴克力推DP-2,他说:“未来军事冲突的成功将取决于在没有机场的情况下起降的飞机,这些飞机将在地球仪周围运送部队和装备。杜邦DP-2满足了这一要求。”罗拉巴克直接敦促国会批准750万美元用于DP-2作为V-22计划的备份。

杜邦的发动机推力转向测试平台

DP-2全尺寸驾驶舱模型

由于直接来自高层的支持,国防部高级研究计划局(DARPA)必须给予足够的重视,召集了一个专家小组,虽然对这一概念能否实现表示怀疑。它承诺的性能特别吸引海军陆战队,他们的CH-46直升机以155英里/小时的速度沿着;杜邦承诺的速度为580英里/小时,航程为5,000英里。DP-2项目几乎是突然复活。

百叶窗推力转向机构

DP-2项目于1997财政年度在海军研究办公室重新启动,目标是演示杜邦航空提出的垂直起飞系统的可行性。这个计划一开始打算使用半比例复合模型进行无人地面测试,以了解DP-2飞机的推力矢量特性。这些试验测量百叶窗式发动机排气流偏转系统不同设置的垂直和水平推力。此外,他们建立了复合材料结构推力矢量系统的可靠性评估方式。到2001年为止的结果表明,推力矢量系统已经可以按照预期工作。

DP-1的系留测试平台

下一步就是试飞验证机了,DP-1是杜邦航DP-2的53%比例原型机,在海军研究办公室(ONR)的主持下开发,DP-1A是采用两台普惠加拿大530 A涡轮风扇发动机提供动力的单座演示机,大量使用复合材料减轻了重量。1999年,NASA帮助下海军航空系统司令部对正在圣地亚哥进行的地面试验进行准备,计划在2001年启动悬停实验。

DP-1的发动机

2001年5月,海军研究办公室作证说:“随着计划和试验的进展,很明显,载人飞行半尺寸DP-2的风险很大,减轻风险的试验费用将超过现有预算。这使得我们使用更小的自由飞行模型来降低风险,最大限度地降低成本,并了解系统性能。...该计划应被视为一个原理证明,而不是一个飞机开发计划。"然而,系留实验并不顺利,这架飞机能够离开地面,也仅仅能够离开地面。

离开地面的DP-1

测试平台上不稳定的DP-1

虽然有负面评价,2001财年国会还是批准DP-2追加拨款包434万美元。这包括继续开发半比例DP 1垂直起飞飞机。

DP-1A于2002年完成首次无人系留悬停。一年后,随着发动机的升级改为DP-1B,但在系留实验时坠毁。杜邦航空公司随后将其改造成DP-1C,但在接下来的三年里,这架飞机又发生了三起严重事故,从未实现自由飞行。

DP-1座舱

2004年9月17日,海军研究办公室(ONR)宣布计划与杜邦航空航天公司就继续开发和测试的DP-2进行谈判,包括使用杜邦DP-1飞机、飞行模拟器和试验设施来进行飞行控制分析和模拟、飞行试验计划、适航性审查委员会会议和飞行试验,以实现稳定的非地面效应悬停。DP-2计划似乎收效甚微。然而,杜邦继续获得国会的稳定资金。

杜邦的野王,全尺寸和加大号的DP-2

丑闻

DP-1进气口

2007年初,《太平洋飞行者》杂志的编辑韦曼·邓拉普发表了一系列文章,揭露该计划最大的支持者是圣地亚哥地区的两名国会议员,邓肯·亨特和克里斯托弗·考克斯,他们总共从杜邦航空航天公司获得了超过5万美元的竞选资金。这架外形古怪的飞机称为了政治丑闻的一部分。

2007年6月12日,众议院科学技术委员会调查和监督小组委员会举行会议,审查杜邦航空航天公司正在开发的DP-2项目,重点是美国政府20年来对该计划的支持和迄今为止超过6300万美元的投资所获得的投资回报,显然这个回报并不好看,但好在无人伤亡(和造成30人死亡的V-22开发相比)。

毫无意外DP-2项目被关闭,同年晚些时候,DP-1C进行了最后一次悬停,结合软件的升级以后,DP-1C可以“像天使一样飞行”,当然这是杜邦自己说的。

DP-1C现在的停放位置

晚年的杜邦退休后搬到佛蒙特州,车库里放着DP-2的驾驶舱全尺寸模型,他自己说还在改进设计期待投资。DP-1C停在加州南部拉莫纳机场路边,像是一个古怪的雕塑,它曾经试图要彻底改变美国的民用和军事航空,飞行了45秒,花费了美国纳税人约6300万美元.....

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军心安营扎寨

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