橡胶甲板航母和无腿舰载机——休泼马林543

军心安营扎寨 2024-01-14 05:26:14

“滚回绘图板”被淘汰的飞行器方案 280

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休泼马林 543

喷气挑战

德哈维兰海吸血鬼

1945年,英国最早的喷气式舰载机德哈维兰海吸血鬼战斗机的甲板着陆试验暴露了很多局限性,早期喷气发动机加速缓慢使得起降过程充满危险。很明显,航母技术和甲板着陆技术都需要改变。显然下一代战斗机将具有超音速性能,使用专为在高空实现高性能而设计薄而高度后掠的机翼,甲板着陆速度将是活塞发动机战斗机的两倍。更糟糕的是,它们薄机翼的有限体积不太可能容纳吸收甲板着陆冲击速度所需的大型缓冲起落架。@nordland 今日头条 原创首发

德哈维兰海吸血鬼 着舰

位于范堡罗的皇家飞机研究所(RAE)海军飞机部首席科学家刘易斯·博丁顿(Lewis Boddington,他的最大贡献是和供应部皇家海军首席代表丹尼斯·坎贝尔上尉共同发明了倾角甲板)提议换个角度,将缓冲系统从飞机转移到航母上,换句话说,取消飞机的起落架。

韦斯特兰公司在1946年的缓冲甲板专利图

他的概念基于这样的逻辑,即将着陆缓冲装置和拦阻索一样内置在航母中,而不是飞机中。这个想法还有一个额外的优点,即没有起落架的战斗机的机身将比传统的飞机轻约15%,这可以转化为更高的性能。海军部对这个潜在的解决方案非常感兴趣,即使是在战后严重的紧缩时期也投入了资源对其进行评估。

起落架失效可能引起严重事故,比如图中F9F-5在着舰时起落架损坏引发大火(1950)

橡胶缓冲甲板

英国的缓冲甲板实验

最初RAE在范堡罗的河岸上建造了一个缓冲甲板原型,通常称为橡胶甲板,飞机将以远高于失速速度的低而平坦的进近方式着陆,放下尾钩,如果钩住拦阻索则刚好落在橡胶甲板上,由橡胶甲板缓冲。埃里克·布朗(Eric 'Winkle' Brown)中尉驾驶一架未改装的吸血鬼原型机TG 286,在没有放下起落架的情况下完成了第一次不太成功地测试。飞机发生弹跳损伤了尾钩和尾梁,飞行员受伤幸存。但皇家海军仍然觉得这个思路可以继续测试,随后的测试相对顺利。

埃里克·布朗中尉

1948 年,舰上测试开始,在勇士号航母(HMS Warrior)上改造了一个由充满了压缩空气软管制成的橡胶甲板,这个橡胶甲板铺设在两个升降机之间的传统飞行甲板上方的钢架上。

勇士号航母

缓冲甲板被橡胶膜覆盖,飞机降落在橡胶膜上,还通过将淡水冲洗到其上来润滑表面。一根 Mark 4 拦阻索安装在橡胶甲板上。1948 年11 月,勇士号进行了第一次成功的橡胶甲板试验,布朗中尉驾驶TG 286成功进行了着舰。

勇士号后甲板的橡胶弹性甲板

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飞机降落后,由起重机吊起,起落架放下后从前甲板起飞。随后的所有测试是由海吸血鬼 F 21完成,这些量产型飞机更重,能够由船上的单个BH-3液压弹射器发射。甲板着陆控制官需要在后部的飞行甲板上专注监视进近,并在飞机出现高度过低时挥手示意复飞。飞机必须保持引擎工作并在错过唯一的拦阻索时立即全油门复飞。这种情况发生过两次,尾钩未能挂住拦阻索,飞机与甲板接触并滑行,但飞行员立即全油门安全复飞。

参与测试的海吸血鬼 F 21

随后在1949年的进一步测试中,包括布朗中尉的6名飞行员成功地进行了成功着舰,缓冲甲板更换了美军的USN Mark 4拦阻索,美国海军也派出了观察员。非常感兴趣的美国海军随后派出恩根中尉参加英国试验,并于1953年在马里兰州帕塔克森特河海军航空站建造了一个自己的固特异橡胶缓冲甲板,使用改装的格鲁曼F9F-7美洲狮成功的复制了测试。

一次弹性甲板测试中海吸血鬼钩住拦阻索

全新舰载机 休泼马林 543

休泼马林 543想象图

鉴于柔性甲板测试的成果,英国的一些供应商随即启动了相应的舰载机设计。单座的休泼马林(Supermarine)Type 505 是最早的专门为降落在橡胶甲板的设计,但它很快被重新设计为带有传统的轮式起落架的Type 508,Type 525和弯刀 (Scimitar)F1 舰载战斗机。

休泼马林Type 505

缓冲甲板的概念并没有被休泼马林放弃,他们随后提出另一个种超音速战斗机方案Type 543,设计用于在 3 分钟内到达海平面 45,000 英尺(13,716 米)的截击用途,并利用弹射器起飞和缓冲甲板着陆。

休泼马林 543

Type 543的气动设计源自其设计的Type 525和弯刀,但改用了更简单的机头进气,其进气口和同一时期的非常类似。后掠角 55°的后掠中单翼非常薄(根尖比为5%至7%,但为后掠翼的雨燕和525开发的新结构能够满足低空超音速飞行的严格强度和刚度要求。有一个沿整个前缘延伸到机头高升力装置类似边条,机翼可折叠到机身侧面并安装了双槽襟翼。使用十字形可变入射尾翼,由于没有起落架,尾钩相对较短。

弯刀战斗机

Type 545

为适应缓冲甲板设计,543移除了起落架。这样做显然会提高性能,休泼马林还强调了降低飞机尺寸和成本。实现相同的性能的常规起落架 543 需要至少大 35%。

缓冲甲板航母设计,从下层的机库直接弹射

543的计划武器包括四门 30 mm亚丁加农炮及20 个50 毫米旋转稳定火箭火箭,。火炮安装在机身侧面,“非常容易接近”,而50毫米火箭则存放在机翼根部。动力系统计划为 两台布里斯托尔 BE.15 发动机,这是最大的轴向喷气引擎,

缓冲跑道的陆上基地设计

海平面最高速度为882英里/小时(1,420公里/小时),1.16马赫,36,000英尺(10,973米)时为1,013英里/小时(1,630公里/小时),1.53马赫。海平面爬升率为37,000英尺/分钟(11,278米/分钟)。使用再加热到1,800K预计将使速度提高到1,117英里/小时(1,797公里/小时),1.69马赫,在36,000英尺。跨度为 32.5 英尺(9.9 米),长度 58.5 英尺(17.8m),机翼面积 450 英尺(41.9 米*),正常总重 30,300 磅(13,744 公斤)。

陆上基地的弹射起飞区

休泼马林针对海军和英国皇家空军都提供了版本,公司解释说,由于航空母舰已经可以进行改装,后者需要在现有实践中做出更大的改变。该公司设想了两种可能性:1.可以在高度伪装的加固永久防御基地铺设缓冲甲板,2. 先进的快速铺设移动基地。缓冲跑道可以使用接近速度为 170 英里/小时(273 公里/小时)的高性能飞机,而且只需要相对较小的平坦表面区域。

8轮移动拖车

在地勤设备上,由于没有起落架,每架飞机配备一个特殊的八轮拖车,并配备适当数量的牵引车。缓冲跑道、弹射器和吊架设施以及它们之间的移动已完全机械化。但必须承认,处理无起落架飞机的问题仍然是个悬而未决的系统问题,可以接受的解决方案将不可避免的很复杂。

起飞弹射器

淘汰

橡胶缓冲甲板看上去是个好主意,但其实问题和缺陷很多,将缓冲放在地面(甲板)的结果是多出一大堆奇怪的设备和操作人员“像马戏团或集市”,当然也意味着提升的运行成本。

对于航母来说,回收舰载机多出一大堆的甲板操作,将明显降低甲板效率,当时,轮式飞机在直甲板航母上的正常着陆平均每分钟约两次。而橡胶甲板在每次回收后转移和清洁要耗时5分钟,这个难以忽略的根本缺陷对海军是不能忍受的,这将严重限制出动效率。不能忽视的其他问题还有,缓冲甲板几乎无法兼容武器外挂。

鹞式的前身霍克P.1127 VTOL的出现彻底宣布缓冲甲板的死刑

于是美国和英国都在1954年放弃了橡胶缓冲甲板的概念,转而继续开发更有前途的不依赖跑道解决方案——喷气式垂直起降战斗机。当然英国佬也不都是不靠谱,在航母设备上英国人在战后发明了倾斜飞行甲板、镜面着陆辅助装置和蒸汽弹射器,所有这些都开创了一个新的、更强大的航母时代。@nordland 今日头条 原创首发

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