McDonnell XF-85 "Goblin" es un avión a reacción creado en los EE. UU. Como un caza de escolta capaz de basarse en el bombardero Convair B-36.
XF-85 en la Base de la Fuerza Aérea Edwards
Los primeros pensamientos de crear un bombardero estratégico que pudiera, habiendo despegado del territorio de los Estados Unidos, cubrir una distancia considerable hasta las posiciones enemigas y, después de completar una misión de combate, regresar, el ejército estadounidense apareció en 1941. Las razones de la aparición de estos pensamientos fueron las primeras derrotas en la Guerra del Pacífico, así como la probabilidad de que Gran Bretaña cayera. Así surgieron los términos de referencia del bombardero estratégico de seis motores B-36. El desarrollo de la máquina se retrasó tanto que no tuvo tiempo de participar en la guerra. Cuando finalizó la construcción de un avión con un alcance de aproximadamente 9 mil km, resultó que no encajaba en el concepto de uso de aviones bombarderos adoptado en ese momento: no había ningún caza de escolta capaz de seguir al bombardero en todo momento. el vuelo. Los aviones existentes, así como los que podrían haber sido diseñados para acompañar al Convair B-36 con un lanzamiento simultáneo, no eran adecuados: los existentes -por falta de alcance de vuelo, proyectado- habrían resultado ser muy pesados y incapaz de reflejar eficazmente el ataque del interceptor. Además, el piloto del caza de escolta, al estar en constante tensión durante todo el vuelo, está muy cansado cuando surge la necesidad de realizar una batalla aérea. Los representantes de la Fuerza Aérea de los EE. UU. Consideraron que estos problemas solo podrían resolverse con un enfoque no estándar.
En diciembre de 1942, la Fuerza Aérea de los EE. UU. Anunció una competencia bajo la designación "Proyecto MX-472": escolta de un bombardero pesado de ultra largo alcance. Una comisión especial durante dos años consideró varios proyectos, pero la elección se detuvo en el proyecto de un caza del tipo llamado "parásito", que durante la mayor parte del vuelo estaría dentro del bombardero y, si es necesario, sería liberado afuera. Esta solución no era completamente nueva: mucho antes del Convair B-36 había aeronaves de diseño similar.
La única empresa que presentó un proyecto bastante bien desarrollado de este tipo de caza fue la recién creada "McDonnell". A pesar de los problemas que surgieron, los ingenieros de la empresa, bajo el liderazgo de Barkley, quien anteriormente trabajó para Curtiss, en poco tiempo presentaron varios proyectos que cumplían con los requisitos de la Fuerza Aérea. Las opciones propuestas diferían en los tipos de fijación: suspensión interna o semiempotrada. A principios de 1945, representantes de la Fuerza Aérea de EE. UU. Habían elegido un proyecto que incluía una suspensión interna. En la empresa, el automóvil recibió la designación "Modelo 27D".
En marzo de 1947 se recibió un pedido para el desarrollo de prototipos (designación militar XF-85) de la Fuerza Aérea Estadounidense, y el primer vuelo independiente tuvo lugar el 23 de agosto del año siguiente. El caza fue lanzado desde un bombardero Boeing EB-29B. Las pruebas de vuelo han demostrado que las turbulencias alrededor del bombardero crean graves problemas de control. Junto con el hecho de que un avión en miniatura de este tipo no podía tener la maniobrabilidad y la velocidad de los cazas con los que iba a chocar en el aire, esto llevó a la terminación del desarrollo.
Las dimensiones de la bahía de bombas del bombardero portaaviones (4,88 x 3,0 m) también limitaban las dimensiones del XF-85 en sí. Longitud del fuselaje - 4, 32 m (longitud total de la aeronave - 4, 5 m) ancho 1, 27 m, altura 2, 0 m El avión debía estar equipado con cuatro ametralladoras de gran calibre. Según la especificación, un caza a una altitud de 10-12 mil metros podría ser disparado y adoptado en un minuto y medio. El fuselaje es un semi-monocasco totalmente metálico hecho de aleaciones de aluminio. En el interior del fuselaje se instalaron equipos, tanques de combustible y armas, ya que el ala era delgada, tenía una unidad plegable en la raíz misma y una estructura compleja. Envergadura 6, 44 m, barrido a lo largo del borde de ataque 37 grados. La aeronave no tenía tren de aterrizaje, solo corredores auxiliares destinados a un aterrizaje de emergencia. La unidad de cola es de seis planos.
La cabina del XF-85 Goblin tenía un volumen de 0,74 m3. A pesar de sus pequeñas dimensiones, la cabina disponía de calefacción, presurización y sellado. Además, los diseñadores lograron "exprimir" un sistema de suministro de oxígeno a alta presión, así como una lata de oxígeno para que el piloto respire luego de una salida de emergencia de la aeronave (esto era necesario, ya que el techo práctico era de 15 mil metros). El sistema de rescate del piloto era un asiento eyectable T-4E con una inclinación del respaldo de 33 grados. La estrechez de la cabina llevó al hecho de que la mira y los pedales de la ametralladora, y no la silla, se hicieron ajustables en altura. Además, la selección de pilotos para este avión también estuvo determinada por las pequeñas dimensiones: altura no más de 172 cm, peso (incluido el traje) - hasta 90 kg.
El sistema de combustible constaba de un único depósito de combustible protegido en forma de herradura de 435 litros que rodeaba el motor. Este volumen a plena potencia del motor proporcionó 20 minutos de vuelo, en modo crucero: 32 minutos. Durante las pruebas, fue posible lograr una duración de vuelo de 1 hora 17 minutos. Se supuso que se instalarían un tanque de 95 litros y dos tanques en el compartimiento del ala con una capacidad de 113 litros cada uno en la gargrotta de los aviones de producción. Todos los tanques estaban equipados con un sistema de llenado de gas inerte. Además, la aeronave se suministró con un sistema de extinción de incendios de dióxido de carbono.
Se instaló un motor turborreactor Westinghouse J34-WE-7 (empuje 1361 kg) en el fuselaje delantero. Esta ubicación fue elegida para desplazar el centro de gravedad del caza hacia adelante. Gracias a esto, el hombro de la cola se ha incrementado. Se conectó un tubo de escape de 1320 mm a la salida de la boquilla del motor; la tubería y el motor se cubrieron con una capa de lana de fibra de vidrio y papel de aluminio para reducir la transferencia de calor. Además, el aire procedente de la entrada de aire sopló fuera del motor. Si la velocidad de la corriente libre superaba los 250 km / h, la turbina del motor giraba automáticamente, lo que permitía excluir el desplazamiento del turbocompresor al arrancar desde el avión de transporte. Para el encendido se utilizó el acumulador Willard BB 206 / V.
En el transcurso del diseño, se consideraron varias opciones para sujetar un caza, incluido el uso de un cable largo con un bucle al final. El caza, después de la captura, fue arrastrado a la bahía de bombas. Sin embargo, debido a la laxitud del cable, existía la posibilidad de que se detuviera una colisión entre el portaaviones y el caza. Para evitar tales situaciones, se eligió un trapezoide rígido de diseño complejo como dispositivo de conexión, que alejó al caza parásito del fuselaje del portaaviones, minimizando el riesgo de colisión.
El dispositivo de conexión que se instaló en el caza es un gancho de acero retráctil equipado con un soporte de seguridad con resorte. Para separarse del transportador, se giró la cabeza del gancho. La unidad de limpieza es eléctrica. El sistema de suspensión se diseñó sobre la base de un dispositivo similar utilizado anteriormente en los dirigibles Makon y Akron. La cabeza del anzuelo en la posición extendida estaba en el campo de visión del piloto por encima de la parte delantera del paracaídas.
La hermeticidad de la cabina también se refleja en la configuración del tablero. Se instaló el mínimo requerido de instrumentos: navegación: indicadores de una brújula giroscópica y una brújula de radio automática (ARC); acrobático: indicador de velocidad aerodinámica, acelerómetro y altímetro; Dispositivos de control del motor: indicadores de temperatura de la turbina, velocidad del turbocompresor, presión de combustible y medidor de combustible. También había un manómetro en la cabina. Para que el piloto no se lastimara las piernas durante la expulsión, el panel de instrumentos se disparó hacia atrás junto con el toldo de la cabina. Se suponía que el equipo de radio del caza "parasitario" en serie consistiría en una estación de radio VHF AN / ARC-5 y una brújula de radio AN / APN-61. Se planeó colocar la antena de la estación de radio en la punta de la quilla superior izquierda. No había equipo de radio en los prototipos.
Para garantizar la seguridad contra incendios, el cableado de la aeronave se replegó en cajas y fundas ignífugas. Había conectores en la carcasa de entrada de aire y en el gancho de suspensión para conectar una fuente de alimentación externa.
El sistema de control de balanceo no tenía impulsores hidráulicos. Los alerones son del tipo habitual, con trimmers regulables en vuelo y compensación aerodinámica. El control sobre el canal de cabeceo, en contraste con él, se organizó de una manera muy peculiar, debido a la deflexión diferenciada de cuatro superficies de dirección ubicadas transversalmente. La ley de deflexión de las superficies de dirección se basó en el mismo principio que para las aeronaves con cola en forma de V: al pedalear, se desviaron en diferentes direcciones y al dar una manija, en una dirección. Se instaló un mecanismo de diferenciación original en el canal de control de las superficies de la cola. Los timones también estaban equipados con trimmers ajustables en vuelo. El ajuste fue especialmente importante, ya que la alineación del caza cambió mucho a medida que se agotaba el combustible.
El armamento del XF-85 Goblin consistía en cuatro ametralladoras ligeras Colt Browning M-3 de 12,7 mm. Municiones: 300 cartuchos por barril. En los prototipos, las troneras de las armas se cerraron con superposiciones. También se facilitó la instalación de una ametralladora fotográfica de cine. Se planeó que las ametralladoras fueran reemplazadas posteriormente por cañones Ford-Pontiac M-39 de calibre 20 mm. La recarga del arma se llevó a cabo mediante un sistema neumático, cuyo aire se extrajo del compresor del motor.
Antes del inicio de las pruebas de vuelo, debido a un hombro claramente pequeño y un área de cola vertical insuficiente, se instalaron un par de quillas fijas adicionales en ambos prototipos, por debajo y por encima del cono de cola. Esta solución permitió aumentar la estabilidad de la vía. Debajo del fuselaje había un freno aerodinámico realizado en forma de aleta desviada hidráulicamente. El control se llevó a cabo mediante un control deslizante ubicado en el acelerador. Al exceder la velocidad de 900 km / h, el flap se desvió automáticamente. Cuando la velocidad cayó por debajo de 297 km / h, las lamas automáticas se desviaron. El accionamiento se realiza mediante un engranaje helicoidal, electromecánico.
A pedido de un representante de la fuerza aérea, se instalaron dispositivos de aterrizaje primitivos en el avión, que, al aterrizar en el suelo, se suponía que debían evitar daños. Consistían en un esquí de primavera fuertemente saliente doblado de una tira de acero y dos pequeños tacones de acero instalados en los extremos del ala.
El 2 de junio de 1946 se demostró a los representantes del cliente el modelo de madera del caza y el trapecio de suspensión para el mismo. El 8 de junio, la Fuerza Aérea ordenó 2 aviones prototipo y un planeador para pruebas estáticas. Todos ellos no contaban con equipos electrónicos ni armas. A fines de 1946, el primer prototipo del Goblin, construido con mucho cuidado y en el menor tiempo posible, fue entregado desde la planta piloto McDonnell en St. Louis, Missouri a Moffett Field AFB (California) para purgarlo en un viento de la NASA. túnel … Sin embargo, durante el transporte, el prototipo sufrió un gran revés: al cargarlo en un remolque, debido a una mala suspensión, el avión se cayó y cayó sobre el hormigón desde una altura de tres metros. La caída dañó gravemente la nariz, el motor y el depósito de combustible. El primer Goblin fue devuelto a St. Louis para su remodelación. Las pruebas continuaron en el segundo prototipo.
El programa de caza fuera de borda McDonnell despertó tal interés entre los representantes de los clientes que Convair recibió instrucciones de equipar todos los bombarderos B-36 de producción (comenzando con 23 máquinas) con un trapecio para el Goblin. Además, el 10% de estos bombarderos debían fabricarse en la versión de portaaviones "limpios" capaces de transportar tres o cuatro cazas "parásitos". Se suponía que la primera serie de "Goblin" consistiría en 100 coches. Además, había un proyecto para convertirlo en un avión de reconocimiento portátil (estaba incorporado en el sistema FICON, el avión de reconocimiento republicano F-84F basado en el portaaviones GRB-36). Las purgas se completaron a principios de 1948. Según sus resultados, quedó claro que las lamas son ineficaces y, en el estado liberado, el gancho reduce la estabilidad de la vía en un 75%. Esto se debe a que el gancho a cielo abierto de alta velocidad actúa como una placa de flujo cruzado. Se aumentó el ángulo de deflexión de las lamas, se fijó el gancho en la posición liberada, se cerró el hueco del gancho con un carenado. Después de completar las mejoras, el automóvil se entregó a la base aérea de Muroc Dry Lake. Allí ya lo esperaba el bombardero EB-29, que lleva su propio nombre "Monstro", convertido en portaaviones.
Este avión estaba en servicio, pero no participó en las hostilidades. Para cuando se convirtió en el portaaviones XF-85, había volado 180 horas. La principal alteración fue la expansión de la bahía trasera de bombas y la instalación del trapecio plegable McDonnell. Además del bucle de suspensión, este diseño tenía un collar de elevación, que en el estado bajado cubría la proa del "Goblin", evitando que se balanceara. El trapezoide en posición extendida bajó 3,2 metros. En la bahía trasera de bombas también estaba equipado con un puesto de control de trapecio presurizado, y cerca de él una "sala de espera", el lugar donde el piloto Goblin esperaba la señal.
El operador se mantuvo en contacto con el piloto del XF-85 "Goblin" utilizando una radio VHF de baja potencia durante el desacoplamiento-recogida. Para filmar y fotografiar el proceso de lanzamiento y recepción del "Goblin" a bordo, se instalaron cámaras y cámaras en la superficie inferior del ala del portaaviones. La cola del "Monstro", para aumentar la visibilidad, se pintó de amarillo brillante, la parte inferior y superior del ala se aplicó con anchas franjas amarillas y negras. Para que durante el despegue, el caza, colgado debajo de la bahía de la bomba de cola en una posición semi-empotrada, no golpee accidentalmente la superficie de la pista, se alargó el soporte de cola del Monstro. Dado que la autorización del ex bombardero era insuficiente, el "Goblin" fue cargado a través del pozo. Primero, un luchador fue conducido al pozo en un carro, luego el transportista corrió hacia él desde arriba, bajó el trapezoide y llevó a cabo la recogida. El único piloto de pruebas reclutado en el programa de pruebas del Goblin fue Edwin Skosh, piloto jefe de la Compañía McDonnell, un ex piloto de la Marina de los EE. UU.
A principios de junio de 1948, el Monstro realizó sus primeros vuelos con el XF-85 Goblin a bordo. Después del primer ascenso, Ed Skosh insistió en un destacamento y un vuelo independiente, literalmente se enamoró de un nuevo luchador, y parece que el avión le correspondió; Ninguna de las muchas situaciones de emergencia que ocurrieron durante las pruebas terminó trágicamente. Durante los primeros vuelos, se comprobó y se probó el motor Goblin. Además, se desarrolló un procedimiento previo al vuelo: primero, el "Goblin" descendió en el trapecio, el piloto tuvo que salir de la "sala de espera" sellada a través de la esclusa de aire, ir por un camino de metal estrecho y no cerrado hasta la cabina del piloto. El luchador, que volvió a entrar en el compartimento, se subió al interior sin ninguna escalera de mano, cerró la linterna y solo después de eso estuvo en relativa seguridad. La situación en el compartimento de bombas del B-36 habría sido algo más fácil, porque estaba cerrado desde abajo por flaps, pero en el Monstro estaban ausentes, y el camino a la cabina desde la “sala de espera” era difícil y peligroso..
El 23 de agosto de 1948, el Goblin realizó su vuelo inaugural. El desacoplamiento se realizó a una velocidad de 320 km / ha una altitud de 6,1 km. El piloto giró la cabeza del gancho colgante, el XF-85 se hundió 40 metros mientras el motor estaba en modo. Después de eso, el caza entró en vuelo activo. Ed Skosh verificó los datos de vuelo del Goblin durante 10 minutos en el rango de velocidad de 290-400 km / h. después de eso, intentó amarrar al trapecio, pero no tuvo éxito. Resultó que el sistema de control del motor era demasiado insensible para un control de velocidad preciso. Además, la turbulencia creada detrás del trapezoide bajado apretó el avión hacia abajo. Además, fue difícil para el piloto determinar la distancia a la oreja del trapezoide. El propio Skosh admitió que el medidor ocular falló por completo y, a veces, le pareció que cerraba un ojo. Los intentos de navegar por las rayas en la cola y el ala del "Monstro" tampoco ayudaron. Durante la segunda carrera, debido a la gran diferencia de velocidades, el "Goblin" golpeó el trapecio con una linterna y lo rompió. El piloto, que perdió el casco y la máscara de oxígeno, se sentó en un esquí de primavera en el desierto con el combustible casi completamente agotado. El kilometraje fue de 400 metros, mientras que el aterrizaje del coche no sufrió daños. Con base en los resultados de este vuelo, se concluyó que no había suficiente capacidad de control en el canal de cabeceo.
Para mejorar el manejo, se han aumentado el ajuste del paso y la deflexión del elevador. Para una verificación adicional de los sistemas "Monstro" el 11 y 12 de octubre, dos veces levantó el "Goblin" en el aire sin desacoplarse del trapezoide. El segundo vuelo independiente tuvo lugar el 14 de octubre. Skosh Después de desacoplarse, hizo toda una cascada de evolución en el caza, comprobando la velocidad de ascenso, la maniobrabilidad, la estabilidad del rumbo y las características de aceleración. El Goblin era superior a cualquier caza de esa época en términos de rendimiento de vuelo. La principal ventaja del nuevo caza fue su alta relación empuje-peso - alrededor de 0,8 con ½ capacidad de combustible. Uno solo podía soñar con tal relación empuje / peso en la década de 1940, ya que los motores a reacción de entonces tenían una gran masa, un empuje bajo y un consumo de combustible significativo.
Así, el XF-85 Goblin superó a todos sus contemporáneos en velocidad de aceleración y ascenso. Sin embargo, el avión comenzó a mostrar su temperamento: el automóvil era bastante difícil de volar, lo que lo hacía inaccesible para los pilotos con calificaciones promedio. Además, incluso después de la adición de dos grandes quillas por debajo y por encima del fuselaje de popa en el curso, la estabilidad siguió siendo insuficiente porque ambas quillas estaban en la sombra aerodinámica del fuselaje, lo que provocó oscilaciones del tipo "paso holandés" durante la inmersión de el avión.
Al final del segundo vuelo, el skosch amarró con éxito al caza al trapezoide desde la primera aproximación, pero este procedimiento se puede comparar con la "ruleta rusa", solo que gracias a la suerte la recogida fue exitosa.
Al día siguiente, hicieron dos vuelos más. "Goblin" se acopló en ambas ocasiones al "Monstro", pero Skosh señaló en el informe que la pista del vórtice, que se extiende detrás del trapecio bajado, interfiere con la camioneta. El 22 de octubre, después del vuelo, Skosh, después de 3 intentos fallidos de atracar, se sentó en el desierto.
Para neutralizar todos los factores negativos, se requirieron medidas teóricamente calculadas y bien pensadas. El segundo prototipo "Goblin" del Washington Institute fue volado en un túnel de viento. Con base en los resultados de las purgas, se decidió modernizar ambos prototipos en St. Louis. Allí, se instalaron carenados de la parte inferior del gancho en las máquinas, que, según los cálculos, se suponía que neutralizarían el efecto de la liberación del gancho en la estabilidad de la vía. La longitud de la oreja del gancho se incrementó en 150 mm. Se instalaron quillas barridas en los extremos del ala. El avión regresó a la base de Muroc Dry Lake a fines del invierno de 1948/49.
El segundo prototipo Goblin realizó su octavo vuelo el 8 de marzo de 1949, después de lo cual se conectó el primer prototipo al programa. Durante el primer vuelo, sufrió una falla: un fuerte viento lateral llevó al hecho de que el avión bostezó en el lanzamiento, se rompió el gancho y dañó gravemente el trapecio, que no pudieron quitar. El Skosh aterrizó en el desierto sin problemas, como de costumbre. La opinión del piloto sobre el caza mejorado fue positiva.
Se tardó aproximadamente un mes más en restaurar el trapecio, y el 8 de abril, el XF-85 Goblin realizó su último vuelo. La actitud de la fuerza aérea hacia el programa en este momento ya era bastante fría. Ed Skosh intentó exprimir los valores máximos de rendimiento de la aeronave durante el vuelo. Sin embargo, la camioneta falló nuevamente y el probador tuvo que aterrizar el avión nuevamente en el desierto. El programa XF-85 fue cancelado en mayo de 1949. Fue en vano que los representantes de la compañía y el piloto de pruebas argumentaron que durante las pruebas, el caza portátil mostró menos fallas en comparación con cualquier otro prototipo de avión de combate.
Los principales problemas fueron causados por un trapezoide de armadura inconveniente, a raíz del cual un pequeño avión fue arrojado sin piedad en diferentes direcciones. De forma proactiva, McDonnell presentó rápidamente a la Fuerza Aérea un trapecio de tiro con una varilla de escape telescópica, que agarró el gancho del Goblin 20 metros debajo del portaaviones fuera de la zona de turbulencia y luego tiró de él hacia la empuñadura principal. Además, se estaban elaborando opciones para el desarrollo del XF-85 Goblin: un avión con un ala en flecha y una velocidad de M = 0,9, así como un avión transónico con un ala deltoide. Sin embargo, estos proyectos no progresaron más allá de los dibujos. También se conocen otros intentos de crear un caza "parásito" aerotransportado, pero a diferencia del proyecto McDonnell, ni siquiera se crearon prototipos.
Después de que aparecieron los sistemas de reabastecimiento de combustible aéreo, no hubo necesidad de tales cazas. Goblin gastó $ 3,211,000 en el programa XF-85, e incluso los escépticos más acérrimos tuvieron que admitir que McDonnell era el mejor en manejar el problema. El punto débil no era el avión, sino las condiciones para el lanzamiento y aterrizaje del caza. Ambos "Goblins", a diferencia de la mayoría de los prototipos, sobrevivieron, probablemente debido a su aspecto original y atractivo. En 1950, fueron comprados a la compañía por museos de aviación: el primer prototipo fue adquirido por un museo privado, que luego trasladó el avión al Museo de la Fuerza Aérea Estadounidense en Dayton (Ohio), el segundo llegó a la base aérea de Offut (Nebraska) y se exhibe en el Museo del Comando Aéreo Estratégico …
Características técnicas de vuelo:
Longitud - 4,53 m;
Altura - 2, 56 m;
Altura con ala plegada - 3, 32 m;
Envergadura - 6, 44 m;
Área del ala - 9, 34 m²;
Peso vacío - 1696 kg;
Peso normal de despegue: 2194 kg;
El volumen de los tanques de combustible es de 435 litros;
Tipo de motor: 1 motor turborreactor Westinghouse J34-WE-22;
Empuje no forzado - 1361 kgf;
Velocidad de crucero: 689 km / h;
Velocidad máxima - 1043 km / h;
Tasa de ascenso - 63,5 m / s;
Duración del vuelo: 77 minutos;
Radio de acción de combate - 350 km;
Techo de servicio - 15520 m;
Armamento: cuatro ametralladoras de 12, 7 mm;
Municiones: 1200 rondas;
Tripulación - 1 persona.
Elaborado a base de materiales
