Lockheed XF-104 Yıldız Savaşçısı - Lockheed XF-104 Starfighter

XF-104 Yıldız Savaşçısı
İlk prototip XF-104 53-7786
Rol	Önleyici prototip
Üretici firma	Lockheed Corporation
Tasarımcı	Clarence L. "Kelly" Johnson
İlk uçuş	4 Mart 1954
Sayı inşa	2
Varyantlar	Lockheed F-104 Starfighter Lockheed NF-104A Canadair CF-104 Aeritalia F-104S CL-1200 Lancer / X-27

Lockheed XF-104 Starfighter oldu tek motorlu bir, yüksek performanslı, süpersonik önleme prototip bir için Amerika Birleşik Devletleri Hava Kuvvetleri hafif ve basit savaşçıların (USAF) serisi. Sadece iki uçak yapıldı; bir uçak esas olarak aerodinamik araştırmalar için kullanıldı ve diğeri bir silah test yatağı olarak kullanıldı; her iki uçak da test sırasında kazalarda imha edildi. XF-104'ler, 2500'ün üzerinde üretim Lockheed F-104 Starfighter'ın öncüleriydi .

Kore Savaşı sırasında USAF savaş pilotları, MiG donanımlı Sovyet pilotları tarafından geride bırakıldı. Kelly Johnson liderliğindeki Lockheed mühendisleri, Hava Kuvvetlerine, özellikle ince kanatları ve füze şeklindeki gövdesi ve yeni bir pilot fırlatma sistemi ile dikkat çeken yeni bir tasarım tasarladı ve sundu.

XF-104'lerin uçuş testleri, Mart 1954'teki ilk uçuşla başladı ve bazıları çözülen birkaç sorunla karşılaştı; ancak, XF-104'ün performansı tahminlerden daha iyi olduğunu kanıtladı ve her iki prototipin de kazalarda kaybedilmesine rağmen, USAF 17 servis testi / üretim öncesi YF-104A siparişi verdi. Yapım Starfighters, hem USAF hem de uluslararası alanda popüler olduklarını kanıtladı ve Ürdün , Türkiye ve Japonya dahil olmak üzere bir dizi ülkede hizmet verdi .

Geliştirme

Orijinal gereksinim

Lockheed's Skunk Works'ün baş mühendisi Clarence L. "Kelly" Johnson , Aralık 1951'de Kore'yi ziyaret etti ve savaş pilotlarıyla ne tür bir uçak istedikleri hakkında konuştu. O sırada ABD Hava Kuvvetleri pilotları , Kuzey Amerika F-86 Kılıçlarında MiG-15 "Fagot" ile karşı karşıya geliyorlardı ve pilotların çoğu, MiG'lerin daha büyük ve daha karmaşık Amerikan tasarımından daha üstün olduğunu düşünüyordu. Pilotlar, mükemmel performansa sahip küçük ve basit bir uçak talep ettiler. Özellikle bir pilot, Albay Gabby Gabreski şöyle diyordu; "Ön cama bir parça sakız yapışmasını tercih ederim" ve Johnson'a radarın "zaman kaybı" olduğunu söyledi.

Johnson ABD'ye döndüğünde, resmi bir gerekliliğin yakında yayınlanacağını fark ederek hemen böyle bir uçağın tasarımına başladı. Mart 1952'de ekibi toplandı ve 8.000 lb (3.6 t) 'deki küçük tasarımlardan 50.000 lb (23 t)' deki oldukça büyük tasarımlara kadar değişen birkaç farklı uçak teklifi taslağı hazırladılar. Tasarım bilindikçe L-246, nihayet teslim edildiği şekliyle "Model L-083 Starfighter" ile esasen aynı kaldı.

Performans ihalesi

Tasarım, Kasım 1952'de Hava Kuvvetlerine sunuldu ve birkaç şirketi katılmaya davet ederek yeni bir teklif oluşturacak kadar ilgilendi. Üç ek tasarım daha alındı: XF-91 Thunderceptor prototipinin geliştirilmiş bir versiyonu olan Republic AP-55 ; Kuzey Amerika NA-212, eninde sonunda ortaya çıkaracak F-107 ; ve yeni bir General Electric J79 ile güçlendirilmiş tasarım olan Northrop N-102 Fang .

Seçilmiş tasarım

Her şey ilginç olsa da, Lockheed aşılmaz bir liderliğe sahipti ve Mart 1953'te bir geliştirme sözleşmesi aldı. Daha önceki Lockheed X-7 insansız ramjet / roket programından elde edilen test verileri, aerodinamik araştırmalar için paha biçilmez oldu çünkü XF-104, X-7'nin kanadı ve kuyruğu. Douglas X-3 Stiletto'dan elde edilen deneyim , XF-104'ün tasarım aşamasında da kullanıldı. Çeşitli kanat profillerini ve kuyruk tasarımlarını test etmek için 400'den fazla aletli topçu roketi fırlatıldı; kamera filmi ve telemetri paraşütle kurtarıldı.

Prototipler

Ahşap maket Nisan sonunda incelemeye hazırdı ve Mayıs ayının sonlarında iki prototip üzerinde çalışmalar başladı. J79 motoru henüz hazır değildi, bu nedenle her iki prototip de Armstrong Siddeley Sapphire'ın lisanslı bir versiyonu olan Wright J65'i kullanmak üzere tasarlandı . İlk prototip XF-104'ün ( ABD seri numarası 53-7786 , Buzz numarası FG-786) yapımı 1953 yazında Lockheed'in Burbank, California fabrikasında başladı. Bu uçakta art yanmayan Buick yapımı Wright J65-B-3 turbojet kullanıldı. İlk prototip 1954'ün başlarında tamamlandı ve Mart ayında uçmaya başladı. Sözleşmenin verilmesinden ilk uçuşa kadar geçen toplam süre sadece bir yıldı, o zaman bile çok kısa bir süre ve 10-15 yılın daha tipik olduğu günümüzde hiç duyulmamış bir süre. İkinci prototipin yapımı (s / n 53-7787 ) daha yavaş ilerledi.

F-104 üretimi

XF-104 tasarımının resmi onayı, 17 YF-104A servis test uçağı için bir sözleşmeye ve hem Amerika Birleşik Devletleri'nde hem de dünya çapında lisans altında inşa edilen 2.500'den fazla uçak üretimine yol açtı.

XF-104'ten Starfighter'ın üretim versiyonlarına gözle görülür değişiklikler arasında daha uzun bir gövde ( J79 motorunu ve ekstra dahili yakıtı barındırmak için) ve aşağı doğru açıklığı artırmak için ileri geri çekilen burun iniş takımı (iki koltuklu versiyonlar hariç) bulunmaktadır. fırlatma koltuğu. YF-104A test programı sırasında daha fazla stabilite için bir ventral kanat eklendi. Giriş şok konileri ve kanopi ile yakıt borularını barındıran kanatçık arasındaki gövde omurgası kaplaması , ek özelliklerdi. Üretim uçağı , titreme sorununu ortadan kaldırmak için paslanmaz çelik direkler kullanan yeniden tasarlanmış bir kanatçık yapısına da sahip olacaktı . İç yakıt kapasitesi, uçağın kullanışlı menzilini sınırlayan düşük olduğundan, ileri gövde uzatılarak sonraki versiyonlarda ekstra kapasite sağlandı.

Tasarım (değiştir | kaynağı değiştir)

Lockheed, istenen performansı elde etmek için minimalist bir yaklaşım seçti: tek bir güçlü motorun etrafına mümkün olan en hafif, aerodinamik açıdan en verimli gövdeyi sararak yüksek performans elde edecek bir tasarım . Vurgu, sürtünmeyi ve kütleyi en aza indirmekti .

Kanat tasarımı

XF-104 radikal bir kanat tasarımına sahipti. Süpersonik jetlerin çoğu taranmış veya delta kanat kullanır. Bu, aerodinamik performans, kaldırma ve yakıt ve ekipman için dahili alan arasında makul bir denge sağlar . Bununla birlikte, yüksek hızlı, süpersonik uçuş için en verimli şeklin , düşük en-boy oranına ve yüksek kanat yüklemesine sahip küçük, düz, ortaya monte edilmiş, yamuk bir kanat olduğu bulunmuştur . Kanat, sadece% 3,4'lük bir kalınlık- akor oranıyla son derece inceydi . Ön kenarlar kanadın kadar keskin de yer personeli için bir tehlike mevcuttur, böylece (0.016 / 0.41 mm), ince ve idi ve koruma başlıkları yer işlemleri sırasında monte edilmesi gerekiyordu. Kanatların inceliği, yakıt tanklarının ve iniş takımlarının uçak gövdesinde olması gerektiği anlamına geliyordu . Hidrolik elemanları tahrik kanatçıklar mevcut boşluğa uygun kalınlıkta sadece bir inç (25 mm) ve olarak bilinen Piccolo için bu müzik aleti benzediği aktüatörlerle. Kanatlar elektriksel olarak ön ve arka kenarı tahrik kanatlara düşük hızda asansör geliştirmek için. XF-104 , üretim uçağının Sınır Katmanı Kontrol Sistemine sahip değildi.

Kuyruk yüzgeci

Kapsamlı rüzgar tüneli testinden sonra , en uygun stabilite ve eğim ekseni etrafında kontrol için stabilatör kanadın üstüne monte edildi . Dikey kuyruk yüzgeci, her bir kanadın uzunluğundan yalnızca biraz daha kısa olduğundan ve neredeyse aerodinamik olarak etkili olduğundan, dümen uygulamasında bir kanat görevi görebilir (" Hollanda yuvarlanması " olarak bilinen bir fenomen ). Bu etkiyi dengelemek için kanatlar aşağı doğru açıyla 10 ° özşekilsiz hale getirildi . Dümen manuel olarak çalıştırıldı ve kanadın altına monte edilmiş küçük bir yalpalama damperi yüzeyi ile desteklendi .

Gövde

Gövde XF-104 yüksek bir vardı incelik oranı buruna doğru keskin bir şekilde incelen, yani, 25 metre kare ft (2.3 m, küçük bir ön alan ² ). Gövde, kokpit , aviyonikler , top, tüm dahili yakıt, iniş takımı ve motoru içerecek şekilde sıkıca paketlenmişti . Ben Rich tarafından tasarlanan hava girişleri, J65 ile çalışan uçak Mach  2 performansından yoksun olduğundan, giriş konileri olmadan sabit bir geometriye sahipti . F-94 Starfire'a benziyorlardı , gövdeden biraz uzağa monte edilmişlerdi ve sınır tabakası hava tahliyesi için bir iç bölme plakası vardı . Bu özelliklerin kombinasyonu, yüksek hücum açısı haricinde son derece düşük sürtünme sağladı , bu noktada indüklenen sürükleme çok yükseldi.

Fırlatma koltuğu

XF-104, alışılmadık bir aşağı doğru fırlayan Stanley B koltuğuna sahipti . Çağdaş fırlatma koltuğu tasarımlarının yüksek "T" kuyruk tertibatını temizlemek için yeterli patlayıcı güce sahip olmayacağından korkuluyordu. Koltuğun ateşlenmemesi durumunda, alt gövde kapağını manuel olarak serbest bırakmak ve ardından uçaktan yerçekimi ile çıkmak mümkündü. F-104 serisi uçak daha sonra yukarı doğru fırlayan koltuklara dönüşecekti, ancak gövde kapağı kullanışlı bir bakım özelliği olarak tutuldu.

Operasyonel geçmişi

Test ve değerlendirme

İlk uçuşlar

İlk XF-104 (Lockheed 083-1001, s / n 53-7786 ), Lockheed test pilotu Tony LeVier'in ilk testi yapacağı 24–25 Şubat gecesi, yüksek gizlilik içinde Edwards AFB'ye nakledildi . 28 Şubat 1954'te XF-104, yüksek hızlı bir taksi sırasında yerden yaklaşık beş fit yükseklikte planlı bir atlama yaptı, ancak ilk resmi uçuşu 4 Mart'ta gerçekleşti. Bu uçuş sırasında, iniş takımı geri çekilmedi ve LeVier, yaklaşık 20 dakikalık düşük hızlı bir uçuştan sonra indi. Ayarlamalar ve sonraki uçuşlar, sorunun hidrolik sistemdeki düşük basınç olduğunu keşfetti. Kötü hava koşulları, XF-104'ü 26 Mart'a kadar yerde tuttu; bu, iniş takımlarının normal şekilde geri çekildiği başka uçuşlar gerçekleştirildi.

Başlangıçtan itibaren art yakıcı J65 ile donatılmış ikinci prototip (Lockheed 083-1002, s / n 53-7787 ), ilk olarak 5 Ekim'de uçtu. Silah test yatağı olacağı için, 20 mm (.79 inç) M61 Vulcan topu ile donatılmıştı ve bir AN / ASG-14T-1 atış kontrol sistemi ile donatılmıştı. XF-104 # 2, Lockheed test pilotu J. Ray Goudey tarafından 25 Mart 1955'te 60.000 fit (18.000 m) 'de 1.79 Mach en yüksek hıza ulaştı. Bu, XF-104 ile elde edilen en yüksek hızdı.

Verim

XF-104 # 1, ardıl yanma yapmayan J65 tarafından çalıştırıldığında seviye uçuşunda ses altıydı, ancak Mach 1 hafif bir iniş sırasında kolayca aşılabilirdi. Temmuz 1954'te J65-B-3'ün yerini art yakıcı J65-W-7 turbojet aldı. Bu motor takıldığında, XF-104'ün performansı büyük ölçüde iyileştirildi. Maksimum seviye hızı 41.000 ft (12.000 m) 'de Mach 1.49 idi ve bir zum tırmanışında 55.000 ft (17.000 m) rakıma ulaşılabilirken, Mach 1.6 bir dalışta elde edilebilirdi. İlk XF-104, Kasım 1955'te USAF tarafından kabul edildi.

Ateşleme testleri

İkinci uçakta Vulcan topuyla yapılan ilk havadan ateşleme testleri başarılı oldu, ancak 17 Aralık'ta bir ateşleme patlaması sırasında bir patlama oldu ve J65 motoru ciddi kompresör durmalarından muzdaripti . Tony LeVier hemen motoru kapattı ve Rogers Dry Lake'e başarılı bir çıkmaz iniş yapmak için geri süzüldü . Bir araştırma, daha sonra 20 mm top biri olduğunu göstermiştir mermi patlayan olan makat üfleme, cıvata ön gövde yakıt hücresine silahın ve yapısı vasıtası ile arka üzerinden. Jet yakıtı, tabanca bölmesine ve bölme kapı contalarından dışarı ve sol motor hava girişine sızmıştır. Motor hemen yakıtla doldu ve kompresörün durmasına neden oldu.

Çöküyor

XF-104 53-7786 , 11 Temmuz 1957'de F-104A uçuş testleri için kovalamaca uçarken kontrol edilemeyen bir yüzgeç çarpıntısı geliştirdiğinde bir kazada kayboldu . Tüm kuyruk grubu uçak gövdesinden söküldü ve Lockheed test pilotu Bill Park çıkarmak zorunda kaldı. Kanatçık çarpıntısı bilinen bir sorundu ve uçak, kaza anında Mach 0.95'ten fazla olmayan hızlarla sınırlandırılmıştı. Tony LeVier, performansının kovalamaca görevlerine uygun olmadığını savunarak uçağı uçuş statüsünden çıkartıp bir müzeye yerleştirmeye çalışmıştı.

XF-104 53-7787 , 14 Nisan 1955'te, test pilotu Herman Salmon , 50.000 ft (15.000 m) 'deki silahla ateşleme denemeleri sırasında fırlatmaya zorlandığında 1.000'den fazla uçuş saatini biriktirdikten sonra kayboldu . Bir test ateşi sırasında silah arızalandı ve şiddetli titreşimler oluşmaya başladı ve bu da kokpitin altındaki fırlatma kapağını gevşetti. Salmon'un basınçlı tulumunun şişerek ve göremeyeceği şekilde yüzünü kapatmasıyla kabin basıncı kayboldu . LeVier'in geçen Aralık ayında patlayan top mermisi ile ilgili üzücü deneyimini hatırlatan Salmon, aynı şeyin başına geldiğine ve fırlatmaktan başka seçeneği olmadığına inanıyordu. Daha sonra 53-7787'yi daha düşük bir irtifaya indirerek ve basınçlı giysisinin sönmesini bekleyerek kurtarabileceğini öğrendi . Silahlanma test ortamının kaybedilmesiyle , Lockheed mühendisleri bir alternatif bulmak zorunda kaldılar ve modifiye edilmiş bir Lockheed F-94C Starfire üzerinde silahlanma denemelerine devam edildi . İki XF-104, toplamda yaklaşık 2.500 uçuş saatine ulaştı.

Test sonuçları

Uçuş testleri, performans tahminlerinin doğru olduğunu ve düşük güçlü J65 motorla donatıldığında bile, XF-104'ün o sırada geliştirilen diğer Century Serisi avcı uçaklarından daha hızlı uçtuğunu kanıtladı . XF-104'ün 60.000 ft (18.000 m) yüksekliğindeki tavanı tahmin edilenden 7.000 ft (2.100 m) daha yüksekti ve tahmini hız ve sürükleme rakamlarını yüzde iki ila üç oranında aştı. Bununla birlikte, J65 motorunun düşük itme gücünün, türün tam performans potansiyelinin gerçekleştirilmesini sağlamadığı kaydedildi.

Bir dizi küçük sorun ortaya çıktı, ancak kolayca düzeltildi. Yaw damperi XF-104 etkisiz olduğu tespit ve dümen olumlu merkezi yapamadım; dümen kontrol sistemi revize edilerek bu sorunlar giderildi. Güçsüz dümen, yüksek hava hızlarında yeterli yön kontrolü sağlamadı, bu sorun, F-104'ün sonraki tüm versiyonlarında hidrolik güç kullanılarak çözüldü; ve yüksek irtifalarda zayıf ses altı manevra kabiliyeti konusunda bazı endişeler dile getirildi .

Daha sonraki bir röportajda, Kelly Johnson'a uçakla ilgili görüşü soruldu. "Tasarımlarıma geldi mi? Performans açısından, evet. Motor açısından, J65'lerde değil J79'larda pek çok motor sorunu yaşadık." F-104 uçak gövdesini tasarlamadaki rolü için Johnson, 1958'de ortaklaşa Collier Trophy'ye layık görüldü ve General Electric (motor) ve ABD Hava Kuvvetleri (Uçuş Kayıtları) ile onurunu paylaştı.

Özellikler (XF-104)

Elde edilen veriler Bowman ve Drendel.

Genel özellikleri

• Mürettebat: 1
• Uzunluk: 49 ft 2 (14,99 m)
• Kanat açıklığı: 21 ft 11 inç (6,68 m)
• Yükseklik: 4,11 m (13 ft 6 inç)
• Kanat alanı: 196 ft kare (18.2 m, ² )
• Kanat Profili : Biconvex% 3.36
• Boş ağırlık: 11.500 lb (5.216 kg)
• Brüt ağırlık: 15.700 lb (7.121 kg)
• Motor: 1 × Wright J65-W-6 turbojet motor, 7,800 lbf (35 kN) kuru baskı, 10,200 lbf (45 kN) art yakıcı ile

Verim

• Maksimum hız: 1,324 mph (2,131 km / s, 1,151 kn)
• Durma hızı: 160 mph (260 km / s, 140 kn)
• Aralık: 800 mil (1.300 km, 700 nmi)
• Servis tavanı: 50.500 ft (15.400 m)

Silahlanma

• Silahlar: 1 × T171 Vulcan 20 mm (.79 inç) top (yalnızca XF-104083-1002)

Ayrıca bakınız

• Century Serisi

İlgili gelişme

• Lockheed NF-104A
• Canadair CF-104
• Aeritalia F-104S
• Lockheed CL-1200 Lancer ve X-27

Karşılaştırılabilir role, konfigürasyona ve çağa sahip uçak

• Dassault Mirage III
• Grumman F-11 Kaplanı
• Northrop F-5
• Saunders-Roe SR.53

İlgili listeler

• Savaş uçağı listesi
• Amerika Birleşik Devletleri'nin askeri uçaklarının listesi
• F-104 Starfighter operatörlerinin listesi

Referanslar

Notlar

Kaynakça

Dış bağlantılar

• USAF Ulusal Müze sitesinde XF-104 sayfası
• XF-104'ün YouTube'daki ilk uçuşu .
• Baugher'in XF-104'teki ABD Askeri Uçağı sayfası
• F-104 Uçuş Uluslararası .
• Vectorsite.net'te XF-104