「滾回繪圖板」被淘汰的飛行器方案 290
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先鋒 2C驗證機
在戰後的半個世紀裏,世界各地的航空工程師都在試圖尋找垂直起降(VTOL)的最佳方案,從而可以在不同的飛航模式下都獲得高效能。特別是,提出了各種選項,以改善起飛和著陸特性,並相應地擴大任務範圍。@nordland 今日頭條 原創正選
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先鋒航空航海公司(Vanguard Air and Marine Corporation)在1950年代末由兩名航空工程師E.J.範利浦(Edward J. Vanderlip) 和 J.L. 舒妮達(John L. Schneider)創立,四十年代初E.J.範利浦參與了軍方導彈武器控制系統的開發後來加入了皮亞塞司基直升機公司,投入了第一架直升機自動駕駛儀的開發。在那裏他認識了未來的合夥人J.L. 舒妮達,他也是一位經驗豐富的航空工程師,參與了許多航空器材的制造。
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在NASA風洞測試的先鋒 2C
先鋒全能飛機 Model 2
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先鋒全能飛機的想象圖
1959年2月,二人的新公司開始了第一個專案,他們將沖擊實作當時非常熱門的垂直起降VTOL的新實作方式。那個時候,美國和國外的幾家飛機制造商已經提出了一些VTOL的實作方案。特別是旋轉旋翼或風扇的方案。先鋒公司的創始人研究了其他專案後,決定在他們的基礎上建立新版本的飛機
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先鋒 Modle 2的早期方案
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2C原型機
先鋒計劃制造一種具有飛機和直升機雙重飛行能力的飛機。因此這個專案獲得了「全能」(Omniplane)飛機的名稱 。這個名稱由「omni」 - 「全向」和「plane」 - 「飛機」這兩個詞組成。方案編號為Model 2,第一架一原型機獲得了自己的代號2C。
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風扇結構
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全能飛機的主要思路是透過交替使用機翼和一對旋翼來產生升力。為了最佳化飛機的布局,旋翼將安裝在機翼內部整合的涵道內部,形成涵道風扇布局。對於向前推進則使用尾部的推進風扇,風扇後配備一組空氣動力學控制面。平飛時候,機翼風扇將被遮蓋,然後以常規飛機方式飛行。
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2C原型機
全能飛機 2C是一個原型技術演示器,能夠透過「升力風扇」展示驗證和展示優點和缺點。長度 25 英尺(約 7,6 m)。起飛重量為 2600 磅 ( 略低於 1200 公斤)。
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2C剖檢視
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2C
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貢獻機身的「Ercoupe」飛機
為了簡化和加快開發和後續構造,先鋒的工程師決定在原型機2C上使用大量的現有元件。例如,實驗機器的機身是從一架生產型雙座「Ercoupe」飛機上借來的,經過必要的加固。其他部件的情況也類似,只獨立制造必要的部件。2C型號的生產成本僅為 40,000 美元。
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2C
2C使用「借來的」傳統機身,雙人並列駕駛艙,540hp的萊康明O-1-A265A發動機被安放在座艙後方,小展弦比機翼第置安裝在機身,機翼前緣為半圓形,非常厚以容納風扇。發動機驅動的兩個升力風扇位於機翼中央,直徑為6,5英尺(1,98 m),平飛時可由百葉窗式蓋板或整體蓋板遮擋,但原型機沒裝,機翼後緣有一對副翼。發動機功率透過穿過翼梁的傳動軸傳遞到3,75 英寸寬(95 毫米)寬三葉風扇。機身尾部為直徑為5英尺(1,54 m)推進風扇和控制舵面,風扇前有十字安定面。
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發動機和變速箱
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建造中的原型
這架飛機有一個相對復雜的變速箱。主變速箱應該一次將扭矩分配到三個軸。其中兩個傳遞到垂直風扇的齒輪箱。第三個軸到尾部,用於行進螺旋槳。垂直風扇葉片采用NACA 0009翼型,可變距提供垂直起降階段操控,平飛時候透過尾部涵道的控制面控制俯仰和偏航。作為實驗模型, 2C不需要復雜的起落架。只有一個簡單的不收放前三點起落架。帶有小直徑輪子。
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尾槳結構
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座艙
先鋒航空的技術引起了美國海軍陸戰隊和NASA的興趣,2C原型機在1959的夏天建造,同年8月開始地面測試和系留飛行實驗,隨後被送到NASA進行風洞測試。根據實驗結果,1961年對原型機進行了修改,升級後的原型機命名為2D。
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升級內容包括改進的控制系統,升級到 860 hp Lycoming YT53-L-1 渦輪軸發動機和 5 英尺(1,54 米)機頭延長 容納第三個升力風扇,機翼中心部份的前緣被向前推進,這導致機翼前緣根部的圓形部份消失。後緣增肌了內側襟翼,並安裝環形風扇的上蓋。
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2D原型機
2D提升了動力,機鼻的第三個升力風扇改善了垂直狀態下的俯仰和偏航控制,2D原型在1962年進行了系留測試,但在測試中損壞隨後退役,兩架飛機都沒有進行正式的試飛。先鋒公司和NASA都認為修復沒有必要,因為二者已經收集了足夠的數據。
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2D原型機
在風洞和系留測試中,2C和2D原型都顯示了其全部潛力。確認了這種VTOL構型可能性,以及各種控制過程的表現。但缺陷也很明顯,升力風扇在平飛中無用,這些動力和控制機構導致了不可避免的死重。
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2C
面向未來的設計
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但風扇構型的潛力是毋庸置疑的,因此先鋒公司並不打算止步於驗證機,隨後推進了幾個全尺寸的全能的專案。
Model 8是一種四座小型 公務機,延續了2C的設計,配備傳統的萊康明 ISO-720 發動機,功率為 520 馬力。滿載重1,542公斤,翼展為7.31 m,長度為8.70 m。最高速度達到 418 公裏/小時,可以以 320 公裏/小時的速度巡航,續航能力為 890 公裏。
全能飛機概念模型,可見計劃中的蓋板
先鋒Model 6 將是一款高效能的觀測機,符合 TS-145 軍用規範,但提供額外的VTOL能力,它由兩架通用電氣T58渦輪螺旋槳飛機提供動力,總重4,130公斤,在600米處以563公裏/小時的速度全速飛行。另一架軍用飛機Model 7將可以運送42名士兵或3,630公斤貨物,提供VTOL。範圍 925 公裏,巡航速度為 465 公裏/小時。使用兩台艾裏遜T61渦輪發動機。
Model 18
然後是Model 18,是一架長度為 63 英尺(19,2 m)翼展50 英尺(15,2 m)的雙發運輸機,計劃配備兩台艾裏遜 T-56 渦輪軸發動機。起飛重量13,6噸,最多可以搭載40乘客,並達到每小時275英裏(440 km / h)的速度飛行。Model 18完全復制了2C原型機的布局,因此也必然繼承其缺陷。
Model 18
Model 30專案,機翼內部搭載4個升力風扇,機頭一個升力風扇,直接使用機翼上的渦槳發動機推進,可以搭載40乘客或同等貨物,速度可達每小時550英裏(885 km / h)。
先鋒 30
DS-28是一種後掠翼的快速客機,可搭載50名乘客,最大起飛重量80000磅,最大速度400節,航程500海裏。
不過由於顯而易見的技術困難,所有新專案都在初步開發階段關閉。當時,先鋒公司並沒有能力完成這些超越時代的設計,但其涵道風扇的理念和實驗數據為後續的美國VTOL專案提供了巨大的幫助,甚至可以說F-35B戰鬥機的前置升力風扇,也有先鋒公司的貢獻。
F-35B的升力風扇
受損的先鋒2D的機身在專案關閉後被廢棄,能查到的最後資料是1977年在費城拍攝到的照片。@nordland 今日頭條 原創正選