道格拉斯D-558- 2 沖天 (Skyrocket) 超音速研究機
道格拉斯D-558-2沖天(Skyrocket)是道格拉斯飛機公司為美國海軍建造的噴氣式超音速研究飛機,共建造3架。與道格拉斯D-558-I 天空閃光(Skystreak)一樣,D-558-2的名字Skyrocket前有一個“Sky”的字首。空中火箭本是它的原譯,取中文名“沖天”更加符合其本質。道格拉斯D-558-2於1948年2月4日首飛,1953年11月20日,紀念人類動力飛行50週年前,由斯科特.克羅斯菲爾德駕駛的D-558-2達到了2馬赫(1290英里/每小時,2076公里/每小時),從而實現人類首次兩倍音速飛行。
設計與開發
D-558-2是NACA注1和美國海軍聯合研發的跨音速超音速飛行計劃。按照最初的設想,會有三個階段:噴氣動力的飛機階段,混合火箭/噴氣動力階段和作戰飛機階段。第一階段D-558-1天空閃光(Skystreak)沒有達到平飛超音速即定目標。
在第二階段研發過程中發現顯然基於D-558-1天空閃光的升級潛力不大,D-558-1的機身設計很難完成火箭/噴氣混合推進方式的改進。於是同樣採用火箭/噴氣混合推進方式的D-558- 2取而代之。
D-558-Ⅲ是一種類似於北美的X-15的高超聲速飛行器,最終沒有完成。
D-558-2 沖天主翼後掠角40度,水平尾翼後掠35度。機翼和尾翼採用鋁合金材質,機身多用鎂。採用西屋J34-40渦噴發動機,噴氣引擎用物起飛、爬升和降落過程。高速飛行時使用LR8 - RM- 6火箭發動機,這臺發動機海平面靜推力27千牛(6000磅),950升(250加侖)航空燃料,740升(195加侖)乙醇,和680升(180加侖)液氧存於機身油箱。
D-558- 2沖天因先期座艙視野不好(上圖)而重新調(下圖),注意座艙與垂尾的變化
最初D-558-2 沖天配置了一個與機身平齊座艙蓋,視野非常差。後重新配置了凸起的座艙與傳統擋風玻璃。因此垂尾被加高14英寸(36公分)加入到垂直穩定平衡的前面。像它的前D-558-1一樣, D-558–2沖天的前機身包括駕駛艙可以在緊急情況下與機體分離,在前體身充分減速後,飛行員會從駕駛艙跳傘逃生。
飛行歷史
1948年2月4日,道格拉斯飛行員約翰·F ·馬丁在愛德華茲陸軍機場(後改名為愛德華茲空軍基地)進行了首次飛行(僅使用噴氣發動機)。試飛的主要目的是研究當時普遍存在的後掠翼機在跨音速超音速飛行時機首自動上仰問題,特別是在飛機起飛、降落和低速轉彎中。
三架試飛飛機積累了大量有關俯仰和偏航的執行資料。還有後掠翼飛機在跨音速和超音速區間機翼和尾翼的負載、升力、阻力和顫振特性。火箭尾焰對橫向穩定性的影響。三架飛機還收集到很多外掛(炸彈、副油箱)在跨音速區域(M0.7~1.3M)的飛行資料。與其他早期的跨聲速飛行器研究(如XF- 92A)一樣,這些資訊均有助於在後掠翼飛機的機首上仰問題的解決。
1949年D-558-2沖天的飛行研究由位於加利福尼亞的NACA默克飛行試驗所改為高速飛行研究站(HSFRS),1954年HSFRS變為高速飛行站,就是目前的美國宇航局德萊頓飛行研究中心。
143號機最初僅由噴氣發動機提供動力,後來被裝上火箭發動機。1949年至1951年期間由道格拉斯進行測試,後送到NACA 直到1954年。
144號機,開始時也計劃用渦噴發動機。1950年,道格拉斯用火箭發動機取代了渦輪噴氣發動機。1951年8月15日,飛行員比爾·布里奇曼駕駛著飛機達到1.88馬赫的速度和79494英尺(24,230米海拔),打破(非官方)當時的世界飛行高度紀錄。該機附著在海軍P2B (對B - 29轟炸機)機腹下面。P2B飛到約30000英尺(9100米)時 後釋放火箭飛機。布里奇曼駕機超音速飛行時,他遇到了猛烈的滾轉和橫向不穩定。
1951年9月之後,NACA的工程師們開始了自己飛行的研究。在接下來的幾年中, NACA飛行員斯科特·克羅斯菲爾德駕駛著該機飛行20次,收集有關縱向和橫向穩定性的控制資料,機翼和尾翼負荷以及升力、阻力和速度達到M1.878時的顫振特性。
1953年8月21日,海軍中校馬里昂卡爾駕駛著飛機到一個新的(非官方)的高空83235英尺記錄( 25370米),並達到1.728馬赫的最大速度。但該記錄並沒有被國際航空聯合會認可,因為當時的飛行紀錄必須由飛機自己的動力起飛。
D-558-2沖天由美國海軍P2B(海軍版B-29轟炸機)空中發射
1953年11月20日,克羅斯駕駛D-558-2沖天飛到2.005馬赫,1291英里每小時(2,078公里/小時),實現人類史上首次2倍音速飛行。1956年12月,144號機完成最後一次飛行任務。
145號機已於1950年11月完成21次飛機。1954年6月,開始外掛(炸彈和油箱形狀)飛行實驗。1956年8月28日該最後一次飛機。
D-558- 2沖天序列號
D-558-2 1號機 37973 NACA - 143,123次飛行
D-558-2 2號機 37974 NACA - 144,103次飛行
D-558-2 3號機 37975 NACA - 145,87次飛行
倖存者
D-558-2沖天1號機目前陳列在加利福尼亞名人堂博物館。2號機是歷史上第一架2倍音速飛機,目前在華盛頓國家航空航天博物館展出。3號機在加利福尼亞州蘭開斯特羚羊谷學院展出。
效能資料
乘員:1
長度:12.8 米
翼展:7.6米
高度:3.8米
翼面積:16.2平方米
空重:4,273千克
最大起飛重量:6923公斤
發動機:1臺西屋J34 - WE- 40渦噴發動機, 最大推力 13千牛
1 臺XLR - 8 -RM- 5火箭發動機,最大推力27千牛
最大速度:2010公里/每小時
實用升限:5030米
爬升率:6830米/分鐘
3380米/分鐘)(僅使用火箭發動機情況下)
推重比(噴氣):0.39
注1:
NACA,美國國家航空諮詢委員會(National Advisory Committee for Aeronautics,NACA)是美國於1915年3月3日成立的聯邦機構,負責航空科學研究的執行、促進與制度化。由於進入太空競賽時代,美國聯邦政府於1958年10月1日解散NACA,並將其裝置、資產與人員轉移至新創立的國家航空航天局(NASA)。