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汉德利·佩奇 HP.115
超音速最优翼形
上世纪50年代中期,英国供应部开始探讨超过音速的高速民航和运输机可能的布局,当时,三角翼被认为是非常有潜力的布局方向。升力在超音速下以不同的方式产生,在超音速下实现合理的升阻比的机翼通常翼展小后掠大,但这样的机翼在低速时提供的升力很小。为了能够在现有跑道上起飞和降落,就必须违背超音速最优的布局,使用更宽的翼展,代价是失去超音速巡航经济性,在超音速飞行时被迫浪费大量的发动机功率。 @nordland *今条头日** 原创首发

1955年左右,约翰娜·韦伯(Johanna Weber)和迪特里希·库切曼(Dietrich Küchemann)在英国提出了一个方案。他们在皇家飞机机构(RAE)的团队注意到,当以低速和高迎角飞行时,三角翼会在机翼上产生大涡流。涡旋增加了机翼上部的空气速度,从而大大增加了低速时的升力。

德国出身的英国空气动力学家约翰娜·韦伯,战后加入英国RAE

迪特里希·库切曼,另一位加入英国的德国空气动力学家,加入英国国籍后担任RAE首席空气动力学家

HP.115
机翼的长度和前缘后掠角放大了这种效果 ,风洞研究表明,具有非常大的后掠角(超过约65度)的三角翼的飞机,将可能具有优秀的低速性能,同时也拥有不错的超音速阻力特性。

HP.115风洞模型

到1956年,委员会认为有必要建造一个演示飞行器,以证明细长的三角翼设计不仅适合高速飞行,而且在低速下也能合理地发挥作用。最初使用滑翔机研究,但随后证明一个动力飞机十分必要。供应部的研究飞行器需求以 ER.197D规范发布,汉德利·佩奇公司(Handley Page)在 克里克伍德(Cricklewood)的工厂提交 的喷气动力方案赢得合同,产品编号为 HP.115。

风洞中的三角翼涡流
HP.115

HP.115
建造工作主要在该公司位于克里克伍德的现有工厂进行。HP.115采用无尾布局,具有非常低展弦比的三角翼,后掠75°,并具有后缘升降舵,弹簧伺服片和平衡片,以提供最佳的横向和纵向灵敏度。

HP.115
无级可变穿孔空气制动器安置下表面,在50%弦长布置了分体襟翼,并使用预充气的气瓶驱动。翼型部分为改进的双凸型,最大厚度为弦的4%。这是当时认为用于超音速运输机的有前途的类型,在超音速飞行中具有很低的波阻力。机翼采用了独特的胶合板前缘,其中可以快速更换不同程度外倾角的新截面,尽管在实践中从未更换。

HP.115

HP.115操纵系统结构
驾驶舱位于前端,突出于下表面,因为飞机需要在飞行过程中保持比较大的迎角,因此较低且前倾的座舱利于为飞行员提供视野。飞行员配备了马丁 - 贝克弹射座椅。驾驶舱配备基本飞行仪表。飞行动作面由传统的手动张线和滑轮操作,其中包括差速器变速箱。还提供了液压驱动的起落架车轮制动器,由驾驶舱内的脚踏板操作。当需要时,可以通过存放在方向舵底部的降落伞进行额外的减速。空速、高度、迎角和其他标准等信息主要由一对同步飞行记录仪记录。

仪表

座舱
HP-115配备了一个固定的三轮车起落架,毕竟该机无需高速飞行,该起落架源自BAC Jet Provost Mk 1的主轮和Jet Provost Mk2的前起落架。矩形截面机身主要由传统铝合金制成。

动力装置为一台布里斯托尔西德利蝰蛇涡轮喷气发动机,安装在尾部上方垂尾根部,通过背部进气口进气。机翼内部可以通过三个独立的油箱容纳多达150加仑的燃料。垂尾的顶部有一个*弹子**整流罩,以容纳电影摄影机来记录气流可视化实验,其中一些采用了安装在机翼前缘的烟雾发生器。尾翼和方向舵都以60°角后掠,发动机排气近轻微上转,以尽量减少与推力相关的俯仰运动

机翼前缘的烟雾发生器


飞行测试

1961年8月17日,单机HP.115,XP841在贝德福德皇家飞机机构进行了首飞,由J.M.亨德森驾驶。这次飞行之前进行了广泛的地面试航试验,在此期间确定了最佳起飞配平。在飞行之前,亨德森接受了广泛的模拟器训练。

试飞员J.M.亨德森和飞机
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在首飞仅一个月后,HP.115 在 1961 年英国航空航天公司协会 (SBAC) 航展上进行了空中展示。同年9月29日,完成了对承包商的评估。这架飞机很快进入研究飞行工作。


HP.115被证完全达到了设计目的,飞行员能够展示迎角快速变化下涡流的状态,同时仍然安全地保持控制,速度低至69英里/小时(60节,111公里/小时),大约相当于当时洛克希德 F-104 星战斗机的最低速度的1/3。


很快美国方面表示出兴趣,并加入测试,1962年,尼尔·阿姆斯特朗曾一度计划作为试飞员驾驶HP.115,但在他被选为宇航员后,美国宇航局禁止他驾驶这架飞机。不过从月球回来后,他最终在1970年6月22日驾驶了它。


尽管试飞实验中发生过两次很小的事故,飞机总体上是安全的。漫长的实验计划是一直持续到1974年2月1日的最后一次飞行。它提供了关于三角翼特性的大量数据,特别是在起飞和着陆的关键阶段。退役时,HP.115已经累积了大约500个飞行小时,这是飞机最初的设计的机体寿命极限,HP.115应该说已经被“榨干”了。

有些朋友回复中说背部进气口大迎角时候会湍流喘振,这组照片很好的说明了,速度不快的时候大迎角没啥问题。
HP.115上的研究成果,直接支持了人类第一架超音速客机协和式的设计。虽然协和和其他大三角翼的超音速客机都已远去,但是在战斗机领域,利用大边条用来产生涡流改善大迎角升力,已经是常用的提升机动性的方法,这些气动技术的成熟离不开HP.115的贡献。

现在,编号XP841的唯一一架HP.115和协和式的另外一架专门用于三角翼高速研究的测试机BAC 221(改进的Fairey Delta 2)一起,在皇家海军 Yeovilton航空站的舰队航空兵博物馆伴随协和式的原型机一同展出。@nordland *今条头日** 原创首发

博物馆里的HP.115
一般特性
- 机组: 1
- 长度: 50英尺4英寸(15.34米)
- 翼展: 20英尺6英寸(6.25米)
- 高度: 12英尺9英寸(3.89米)
- 机翼面积: 432 平方英尺(40.1 米2))
- 翼型: 比康 6%
- 空重: 3,680磅(1,669公斤)
- 毛重: 5,050磅(2,291公斤)
- 动力装置: 1×布里斯托尔西德利蝰蛇BSV.9涡轮喷气发动机,推力1,900磅力(8.5千牛)
性能
- 最高速度: 248英里/小时(399公里/小时,216节)
- 续航时间: 40分钟

HP.115
