日本的“三翼面”——T-2CCV实验机

军心安营扎寨 2024-11-06 03:45:42

冷门飞行器151

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T-2 CCV

三菱 T-2

朝鲜战争结束后,日本很快得到了重新武装的机会,新的空中力量以"航空自卫队"的名义组建,并按照驻日美军辅助部队的定位获得了美国提供的作战装备。

三菱 T-2

进入60年代以后,航空自卫队开始装备F-104J和F-4EJ等超音速战斗机,此时亚音速的富士T-1喷气式教练机(详见)无法训练飞行员操纵这些更为复杂和困难2马赫战斗机。航空自卫队提出了超音速教练机T-X计划,1968年三菱公司提交的方案获胜,这就是日本完成的第一架超音速飞机T-2教练机。各种型号的T-2一共生产了90架,整体而言没有什么大毛病。

三菱 F-1

其实在T-2项目上,日本人实现了一个隐藏目的,T-2并不是单纯的教练机,实际上具备完整的对空和对面作战能力。使用这种暗度陈仓的方式,日本实际上完成了战后第一架自主设计的超音速多用途战斗机的开发。1975年,在时机成熟之后,三菱在T-2的基础之上开发了F-1战斗机。

T-2 CCV

CCV

T-2 CCV

1975年以后军事复苏小有成果的日本,开始考虑下一代战斗机的预研,当时欧美有关电传操纵系统FBW(FLY-BY-WIRE)和操纵改善机CCV(Control Configured Vehicle)的技术得到了发展。作为四代战斗机标杆的YF-16原型机搭载了FBW于1974年2月完成首飞。1978年10月,第一架数字FBW飞机F-18进行了首次飞行。大约在同一时间,欧洲出现了采用CCV设计的幻影2000。

T-2 CCV 模型封面

在此之前飞机设计都是从空气动力学、结构、发动机这3个要素中提出方案,操纵装置是直接反映飞行员的动作,并且是在其后进行设计的。但CCV则是从一开始就考虑到操纵装置的功能和性能来选择布局,CCV飞机的操纵面非常复杂超过了飞行员的处理能力,因此只能使用FBW综合电传系统操控飞机,由此可以同时提高飞机的稳定性和运动性。当时日本以正在开发T-2和以其为基础的战斗机F-1,分别采用了利用杆线和液压式驱动器的机械操纵,不具备CCV。

P-2V VSA

1977年,在一架P-2V VSA实验机上,日本防卫厅技术研究本部测试了第一套FBW综合电传系统,由此具备了开发CCV的能力。

T-2CCV

T-2CCV

T-2CCV

1978年防卫厅技术研究本部制定了方案以T-2教练机第3号试验机(29-5103)为模板,开发CCV试验机。

T-2CCV

1978-1982年间技术研究本部和三菱公司完成了机体改进部件设计以及对压力分布、水平鸭翼自由浮、进气、颤振等风洞试验。同时完成了数字FBW计算机设计和控制律编程。1982开始改装工作。

T-2CCV

最终的T-2CCV ,在T-2 基础飞机的基础改进,最显著的外观特征是增加的前置鸭翼和前置垂直鸭翼。此外,后缘襟翼改为襟副翼,控制系统配备三冗余度FBW 系统,并进行必要的修改以实现各种CCV 控制模式,比如移除了腹鳍,避免和垂直鸭翼干扰,改变了减速板形状,强化了机体结构等。T-2CCV可以实现一些传统飞机无法完成的动作,比如不改变飞机姿态的情况下改变飞行高度和方向,也可以只改变机头方向而不改变飞行方向,提高了作为飞机的机动性。

T-2CCV 的航迹改变能力

这些独特的飞行是通过电传飞行控制系统FBW实现的,安装高性能小型计算机为了精确控制垂直鸭翼,操纵襟翼机翼和其他控制面。计算机瞬间感知操纵杆和飞行条件的移动,并发送命令通过有线准确传输信号。因此,具备出色的直接升程控制以及直接侧面力控制,除了上述动作,CCV 还可以实现在任何条件下驾驶杆恒定压力和操作有效性恒定,减少飞行员工作量。

T-2CCV

但为了确保安全,安装了FBW/MBU切换机构和多信号执行器输入混合机构,以便现有的手动控制单元(MBU)可以作为备份。使用FBW系统时,传统手动转向中使用的驱动每个舵的伺服器由FBW的多信号执行器移动,而不是手动操作中的机械连接,这显著减少了对原系统修改工作量。当FBW系统出现问题时,它会自动切换到MBU。

T-2CCV

在飞机设计和建造的同时, FBW/CCV 系统相关的各种测试同步开展。通过各种模拟器实验,建立了飞行计算机控制律。在建造实验机之前,已通过模拟测试,以确认其运行并符合预期。并证实了FBW系统的可行性和兼容性。

T-2CCV

到1981年,必要部件的制造和测试已基本完成,1982年,第三架T-2教练机原型机被拆解并改装为CCV研究机。

T-2CCV

1983年4月8日下线,全机进行地面功能测试后,于同年8月9日进行未安装鸭翼的首飞。然后,10 月 14 日,安装鸭翼进行了首次飞行。 1984年3月26日交付防卫厅。

T-2CCV

F-2的探路者

T-2CCV

防卫厅于1984年进行了无鸭翼飞行试验,1985年进行了有鸭翼飞行试验,并于1986年3月完成了试验。T-2CCV的CCV控制技术虽然没有后续应用,但通过T-2CCV,日本的数字电传FBW控制技术水平得到了极大的提升。

F-2

其FBW数字电传的成果后来在F-2战斗机的研制中发挥了重要作用。在F-2的研制过程中,美方拒绝透露与飞控相关的源代码。F-2的电传控制系统实际由T-2CCV的工程师团队,根据经验和成果,独立开发。

博物馆中的T-2CCV

在所有测试结束后,T-2CCV实验机29-5103被修复回原形,拆除测试设备和传感器,同时保留其CCV功能,并于1987年2月2日返回日本航空自卫队空中实验队。在停止用于试飞员训练后,因其较高的技术价值而被航空自卫队选为要保存的飞机。自2014年起,它一直在岐阜各务原航空航天博物馆展出。@nordland 今日头条 原创首发

技术参数

长:17.85 m

高:4.39 m

翼展:7.88 m

重量:10.1t

最高速度:M 1.3

引擎:TF40-IHI-801A ×2

最大推力:32.5 kN(3310 kg)×2

机组:2人(实验时:1人)

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