CHNJET喷气俱乐部

 找回密码
 立即注册

QQ登录

只需一步,快速开始

扫一扫,访问微社区

楼主: 万磁王

TSR.2,被自己人击落的英国超音速核轰炸机

[复制链接]
 楼主| 发表于 2019-3-15 15:42:53 | 显示全部楼层
欢迎大家在B站关注CHNJET
  TSR.2应用了大量新技术,每个部件不仅都是全新设计的,而且也是英国航空工业之前未曾接触过的。
  TSR.2需要执行多种任务,并且要在关键的战术打击和侦察任务上实现最佳性能,这意味着该机不仅要能在高空能以非常高的速度飞行,而且还能在低空进行地形跟踪下的跨音速飞行,只有高翼载和低阵风响应的小面积三角翼才能实现这种大范围性能包线。
  TSR.2配备了精密的导航、自动驾驶仪和武器瞄准系统,这一切都是为了让飞机超低空飞行相当远的距离后向目标准确投下核弹。
1434588923213.jpg

回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2019-3-15 15:43:46 | 显示全部楼层
向性能极限推进
航电
  TSR.2航电的核心是按许可证制造的美国Autonetics公司的“威尔丹”通用数字计算机,具有2k内存,A-5“民团团员”也用这种计算机。英国Elliot自动化公司基于“威尔丹”计算机为TSR.2研制出一套混合了机械和线传系统的自动飞行控制系统。这套系统能同时处理从惯性导航、多普勒导航、地形跟踪雷达和雷达高度表输入的数据,实现61米高度的1马赫贴地飞行。在起飞前,所有飞行计划数据都会通过磁带输入主计算机。
under_ad.jpg
BAC当年的广告,主打低空突防

回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2019-3-15 15:43:58 | 显示全部楼层
  TSR.2综合使用多普勒导航、惯性导航系统和大气数据计算机推算进行导航。惯导系统非常精确,每飞行1127公里仅偏移3.2公里,并随时能得到多普勒导航和侧视雷达(SLR)的不断更新。多普勒导航系统位于前起落架之后的机腹,侧视雷达则在导航员座舱下方。
  这台侧视雷达是EMI公司研制的,Cossor公司研制了敌我识别(IFF)系统,Plessey公司研制了无线电系统,马可尼公司负责航电集成,费伦提公司为TSR.2研制了先进的“蓝鹦鹉”单脉冲地形跟踪雷达和导航/攻击系统,旨在降低飞行员在复杂的低空环境中的工作负荷。
flr01s.jpg
“蓝鹦鹉”单脉冲地形跟踪雷达
  TSR.2的一个重要任务是侦察,所以飞机需要搭载大量电子传感器和胶片相机。安装在弹舱的侦察设备舱包含一个Q波段侧视侦察雷达(SLRR),一个主动光学行扫描系统和三台云顿相机。此外机身还内置三台云顿F95相机,两台位于导航员座舱后下方,一台位于航电舱下方。

回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2019-3-15 15:44:09 | 显示全部楼层
机身
  27.13米长的机身采用串列双座布局,导航员座舱后方依次是大型航空电子设备舱、大型机身油箱、“奥林巴斯”22R发动机。为了承受高空高速和低空贴地飞行中将遭遇的温度和压力变化,TSR.2的机身采用大量新材料制造,这也使机身的疲劳寿命高达3000小时。
9d3113ee474cadc413a64c02b840502b.jpg
TSR.2总体布局

回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2019-3-15 15:44:20 | 显示全部楼层
  机身表面的蒙皮在气动加热下会暴露在高温中,所以设计师在受影响最大的机身中部和后部结构采用铝锂合金制造。两个尾喷管周围区域要承受更高温度,特别是开启加力时,所以这部分结构采用瓦斯帕洛伊合金制造,这是一种经过老化处理的镍基耐热合金,可以承受982摄氏度高温。机身尾部有一个可拆卸整流罩,由布里斯托尔·西德利公司在菲尔顿制造,也是机身上唯一没有涂漆的部件。机身上无需承受高温的结构一般采用铝铜合金制造。机身采用先进技术组装,通过加固蒙皮形成整体结构。TSR.2的蒙皮比当时的客机薄许多,通过坯料拉伸加工成形,并直接在蒙皮上加工出一体化桁条以实现所需刚度,关键部位的蒙皮采用化学铣切工艺制造。
TSR-2_(engines).jpg
TSR.2的尾部整流罩
  机身4个整体油箱容纳着三分之二的飞机燃油,前机身1号油箱容量5146升,位于航电舱和两个发动机进气口之间;4692升的前机身2号油箱位于进气道上方;4505升的后机身3号油箱位于吹气襟翼压缩机之后、垂尾根部之前;4505升的后机身4号油箱在垂尾下方。
  不管如何优化,在非常低的高度进行跨音速飞行对TSR.2飞行员来说仍非常不舒服,将要面对持续的严重抖振和振动,特别是在恶劣天气中超低空飞行。为了减轻机组人员的不适,TSR.2的整个机身结构被设计为允许弯曲变形,特别在座舱周围设置了结构弹性节点,以帮助平稳驾驶。这种设计已经在1961年6月服役的北美A-5“民团团员”上得到了验证。

回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2019-3-15 15:45:59 | 显示全部楼层
机翼
  TSR.2的机翼由铝合金板制造,这幅翼展11.28米、前缘后掠60度的三角翼通过16个非刚性摆动接头固定在机身上,使机翼能做一定幅度的上下摆动以降低低空飞行颠簸。通用电气的可变翼F-111战斗轰炸机在早期发展阶段曾认真考虑过这种非刚性摆动接头,但由于增重和潜在的巨大研发成本而作罢。
  机翼没有后缘副翼和前缘缝翼,而是采用了一套非常复杂的全展长后缘吹气襟翼,可以在起飞时偏转30度、降落时偏转50度,大大增加了机翼升力。吹气襟翼由安装在两台发动机上方的高压压气机供气,襟翼的传动机构和液压马达也安装在相同位置,一台发动机就能驱动压气机和液压系统使吹气襟翼正常工作,提高了单发故障时的安全性。襟翼吹气管道从翼根一直延伸到下反翼尖,机翼完全水平没有上下反角,翼尖下反37度,这能提高在低速和低空飞行时的稳定性恢复。
thumb-1920-623302.jpg
TSR.2的机翼具有全展长后缘吹气襟翼
  三分之一的燃油保存在65平方米的机翼的两个3350升油箱中,TSR.2的4个翼下挂架还可挂载4个2046升副油箱。
  机翼前缘翼根部位集成两个高频缝隙天线,翼尖集成两个大型电子对抗(ECM)天线。

回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2019-3-15 15:46:14 | 显示全部楼层
发动机
  虽然BAC为TSR.2选择的发动机是罗罗RB.142“梅德韦”,但空军部选择了“奥林巴斯”Mk  320(BOI.22R)。军方是在1962年发布发动机性能指标后选中了该款发动机,属阿芙罗“火神”B2轰炸机的Mk 301发动机的最新改型。“奥林巴斯”Mk  320在1961年3月进行了首次试车,具有15级双转子轴轴流压气机,其中8级是低压压气机,7级是高压压气机,由单独单级涡轮驱动。发动机军用推力8890千克,加力推力13608千克,是当时世界上推力最大的发动机之一,仅次于北美XB-70轰炸机使用的通用电气YJ93-GE-3涡喷,但后者耗油率远高于奥林巴斯Mk  320。
82dc8c49740edf6a1e43dcd5e7c2b73c5041b80d.jpg
“奥林巴斯”Mk 320加力涡喷

回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2019-3-15 15:46:25 | 显示全部楼层
  Mk 320的性能指标远超过之前的“奥林巴斯”发动机,所以采用较重的材料制造,比Mk  301重了近1089千克。按照作战计划,TSR.2的任务架次中至少有80%将以2马赫或更快的速度飞行,导致飞机和发动机需要长时间暴露在高温之下。在2414公里/小时的速度下,飞机蒙皮温度可达225摄氏度,虽然高空飞行时这种气动加热可能会降低50摄氏度左右,但在2334公里/小时的速度下,进气口平均进气温度仍会高达160摄氏度。
  为了应对高温工作环境,“奥林巴斯”Mk  320的大部分部件都使用钛合金、铌锰合金机和其他能抵御温度变化的合金制造。普通涡喷只用这些金属制造热段部件,而Mk  320需要用它们制造整台发动机。要知道当时英国飞机刚开始装备具有加力燃烧室的涡喷发动机,在20世纪50年代末,只有格罗斯特“标枪”和英国电气“闪电”两种战斗机具备加力系统。Mk  320的加力燃烧室系统由太阳公司研制,虽然很复杂,但非常有效。加力燃烧室内有三个同心环组成的火焰稳定器,尾部是一个由36片鱼鳞片组成的直径1.03米液压驱动的收敛-扩散尾喷管,这种设计有助于高温燃气保持均匀流动,并降低尾喷管侧壁温度。
  Mk  320在1961年3月在测试台架上进行了首次试车,初始性能低于预期。1962年末测试发动机在测试中一片特别铸造的涡轮叶片破碎并打碎叶盘上的其它叶片。调查结果是铸件叶片太脆,于是改成锻件,这也降低了一点油耗。
  在布里斯托尔发动机试验台和派斯托克的国家燃气轮机研究所积累1900小时地面测试时间后,Mk  320准备好了飞行测试。为此英国空军部向布里斯托尔·西德利公司提供“火神”B.1 XA894作为测试机,于1960年7月4日抵达菲尔顿。Mk  320安装在轰炸机机腹下的吊舱中,由弹舱油箱供油,通过吊舱前端的分叉进气口进气,并通过与自己的尾喷管排气。
1434588877405.jpg
“火神”B.1 XA894发动机测试机

回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2019-3-15 15:46:54 | 显示全部楼层
  1962年2月23日,“火神”Mk 320测试机进行了35次成功试飞的首次。发动机表现非常出色,“火神”把自己的四台“奥林巴斯”Mk  101收至慢车,仅凭Mk 320的推力就能驱动77吨重轰炸机自如飞行。11月12日“火神”成功进行了首次Mk 320加力测试。
  1962年12月3日,XA894按计划在菲尔顿使用这里的水冷消声装置对Mk  320进行地面测试。测试起初一切正常,但在开启第三阶段加力时发动机爆炸。机上所有五名机组在事故发生后30秒内成功逃生,轰炸机则在大火中继续燃烧,最后只剩一片左翼。事故原因是低压压气机驱动轴失效,还好没有发生在空中。
Vulcan%20Olympus%20test%20bed.jpg
在地面发动机测试中被烧毁的“火神”

回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2019-3-15 15:48:07 | 显示全部楼层
飞行控制系统
  由于TSR.2机翼后缘被全展长吹气襟翼占据,无法设置传统副翼,所以滚转控制只能交给平尾。该机的平尾有效地把副翼和全动平尾功能集为一身。
  左右平尾可差动提供滚转控制,也可以同时偏转提供俯仰控制。每侧平尾都由一个串联双活塞动作筒驱动,动作筒拥有自己的独立伺服液压系统,理论上一个活塞失效,动作筒仍能依靠另一个活塞以较低速度动作。每个动作筒都有一个控制阀,可以通过机械联动装置操作,也可以通过两个自动飞行控制系统(AFCS)致动器操作。平尾偏转角度10度到-20度,平飞尾偏转-6.5度。飞控系统还内置了人工感觉功能,在整个飞行包线内能提供如一的人工感觉。
  随着速度的增加,飞控系统自动减小平尾的偏转幅度而不是增加杆力,以防止飞行员在高速下滚转操纵过度。平尾后缘有小型升降舵,可增强低速操控性,此时升降舵与全动平尾协调偏转。当不使用时,液压锁会把升降舵与平尾锁为一个整体。
  全动单垂尾顶端距地面7.32米,围绕一根坚固的枢轴转动。垂尾同样由串联双活塞动作筒驱动,可以通过方向舵踏板的机械连接操作,也可以通过三个自动飞行控制系统致动器操作。虽然较大面积的垂尾仅需左右各偏转12.5度就能满足控制需要,但在设计中为了延长疲劳寿命,设计人员故意缩小了垂尾面积。
BAC_TSR-2_(in_museum).jpg
TSR.2的全动平尾与全动垂尾

回复 支持 反对

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则

sitemap|联系站长|版权说明|小黑屋|Archiver|手机版|CHNJET喷气俱乐部 ( 京ICP备15028347号-2 京公网安备 11011202000937号 )

GMT+8, 2024-3-29 16:27

Powered by Discuz! X3.4

© 2001-2023 Discuz! Team.

快速回复 返回顶部 返回列表