Militär granskning

Windecker A-7 Eagle - det första kompositflygplanet

7
Windecker A-7 Eagle - det första kompositflygplanet

Det första experimentflygplanet X-7


Modern flygplansindustri är otänkbar utan kompositmaterial; några flygplans segelflygplan är nästan helt sammansatta av dem. Utvecklingen av en lovande riktning inom materialvetenskap började i mitten av förra seklet och gav snart de första resultaten. Så, 1969, Federal Office of Civil flyg USA utfärdade ett luftvärdighetsbevis för Windecker A-7 Eagle lätta flygplan, det första helt sammansatta flygplanet.

Istället för aluminium


I slutet av 172-talet flög Leo Windeker, en tandläkare från Lake Jackson, Texas, som passagerare i en Cessna XNUMX. Turbulens förstörde flygupplevelsen. Dessutom märkte läkaren hur tunn och ömtålig flygplanets aluminiumplan är. Snart fick han idén att skapa ett nytt material för konstruktion av flygplan, starkare och lättare än den traditionella "vingmetallen".

Arbetet startade 1958. De första experimenten utförde L. Windeker i sitt eget garage med deltagande av sin fru Fairfax, även hon tandläkare, och tre söner. Tandläkarens patienter fick snart veta om experimenten, bland vilka fanns anställda på kemiföretaget Dow Chemical Company. Tack vare detta lyckades Windeckers få stöd av företagets chef, Herbert Dow, och Dr Malcolm Pruitt. Nu hade uppfinnarna tillgång till det nödvändiga materialet och den vetenskapliga och tekniska basen.


Fairfax Windecker framför en X-7

Snart, med deltagande av uppfinnare och deras assistenter, grundades Windecker Research Inc.. Till en början förblev dess huvudsakliga verksamhet i utvecklingen av nya material, men frågorna om att bygga ett flygplan från dem utarbetades. I synnerhet fanns det dispyter om hur det skulle vara för att visa alla fördelar med kompositer, samt hitta en plats på marknaden.

Vid mitten av sextiotalet hade Windecker Research hittat det optimala kompositmaterialet för flyg och patenterat det, samt registrerat varumärket Fibaloy. Delar för flygplan föreslogs vara tillverkade av enkelriktad glasfiber och en av de tillgängliga epoxikvaliteterna. Efter läggning i formen gräddades komponenterna vid en given temperatur. Beroende på storleken på det framtida flygplanet var det möjligt att göra hela enheter, som en halvvinge – och med alla interna detaljer.

Faybeloy skilde sig från aluminium i sin lägre densitet och hade jämförbar styrka. Senare, under tester, fann man att en enda kompositvinge, med samma dimensioner och vikt, är dubbelt så stark som en prefabricerad aluminiumkonstruktion. En liknande vinst kan erhållas vid konstruktionen av andra delar av flygkroppen. Med allt detta var det nya materialet lätt att bearbeta, limma osv.

Komposit i luften


Efter alla preliminära kontroller började förberedelserna för flygtest av det nya materialet. Två vingar tillverkades av Fibaloy till flygplanet Monocoupe 90. Dessa var enheter med rak framkant och rundade spetsar. Vingbredden var 9,75 m, ytan var 12,5 kvm. Inuti kompositvingarna var kanaler för kontrollledningar och andra enheter förarrangerade, motsvarande standardkonfigurationen för Monocoupe-90.


Processen att limma de två halvorna av flygkroppen

Efter att ha bytt ut vingen blev flygplanet lättare och dess flygegenskaper ökade. Förbättrad toppfart och minskad stopphastighet. Även detta faktum bekräftade till fullo den höga potentialen och fördelarna med kompositen Faybeloy.

Efter att ha testat Monocoupe 90 började L. och F. Windeker utveckla sina egna flygplan, från början helt tillverkade av en lovande komposit. Efter några tvister beslutade utvecklarna om schemat - det var planerat att bygga ett fyrsitsigt fribärande lågvingeflygplan med en kolvmotor och fast landningsställ. Bilen betecknades som X-7.

Tillverkningen av enskilda enheter och monteringen av den experimentella X-7 slutfördes tidigt på hösten 1967 och i oktober gjorde flygplanet sin första flygning. Flyg-, manövrerbarhets- och prestandaegenskaper var acceptabla. Det beslutades att utveckla en ny version av ett sådant flygplan, designat för att helt komma in på den kommersiella marknaden.

Windecker Eagle


Det nya projektet A-7 Eagle ("Eagle") avslutades på grundval av X-7; vissa ändringar gjordes i den befintliga designen, bestämda av resultaten från de första testerna. Dessutom har maskinens utrustning förändrats - den har justerats för att möta marknadens krav. Samtidigt förblev viktiga beslut gällande material, design, tillverkningsmetoder etc. oförändrade.


Leo Windecker och hans son Ted (står i bakgrunden) övervakar produktionen av en kompositdel

Liksom X-7 var nya Eagle ett enmotorigt lågvingat flygplan med tvåradig, fyrsäteshytt och fast landningsställ. Utåt sett, när det gäller aerodynamik och andra egenskaper, liknade bilen omedelbart flera befintliga flygplan som den var tvungen att tävla med.

Flygplanets flygkropp var gjord av två symmetriska delar i full storlek limmade ihop. Alla nödvändiga system och enheter installerades inuti en sådan flygkropp. Vingen var också sammansatt av komposithalvor. De nödvändiga delarna placerades inuti ett sådant skal och den fria volymen fylldes med skum. Som tidigare användes ett trepunktslandningsställ, men infällbara ställningar utvecklades.

En 520 hk Continental IO-285-C kolvmotor installerades i den främre flygkroppen. med tvåbladig propeller - samma som på konkurrerande flygplan. Motorn var monterad på en förstärkt nos av kompositkroppen. Motorfästet i metall saknades.


Ving statiskt test

Längden på det färdiga flygplanet var 8,7 m, vingspannet var 9,75 m med en yta på 15,5 kvm. Det tomma planet vägde bara 975 kg, och bruttovikten med tre passagerare och 330 liter bränsle översteg inte 1,55 ton. Senare, i tester, visade Eagle en maximal hastighet på 340 km / h och en marschhastighet på 330 km / h. Stallhastigheten för den lätta strukturen var endast 106 km/h. Start- och landningssträcka - ca. 400 m

Projektutveckling


Den första flygningen av den experimentella Windecker Eagle ägde rum den 26 januari 1969. Flygplanet bekräftade snabbt de beräknade egenskaperna och visade fördelar jämfört med andra maskiner i sin klass. Olika tester under programmet från Federal Aviation Administration (FAA) fortsatte i flera månader, varefter de stoppades på grund av en olycka.

Den 19 april testade testpiloten Bill Robinson Eagle i ett snurr. Under nästa sväng insåg piloten att planet inte kunde föras till plan flygning, och han skulle behöva fly med fallskärm. När han lämnade sittbrunnen fångade han sin stövel i dörröppningen, men lyckades ta sig ur fällan och landa säkert. Erfarna flygplan föll och kraschade.

Under studien av omständigheterna kring olyckan konstaterades det att flygplanets tyngdpunkt förskjutits alltför mycket tillbaka - frånvaron av tunga kraftelement i nosen påverkade. Dessutom visade sig kölen och rodret på ett litet område under en snurr vara i flygkroppens aerodynamiska skugga och förlorade effektivitet.


En av A-7C

Dessa omständigheter togs med i beräkningen när en ny version av Eagle-projektet skapades. Stjärtsektionen av flygkroppen lättades för att uppnå önskad balans. Dessutom lades en kölås till under svansen, som inte skyms under ett snurr. Dessutom krävde FAA en 20-procentig ökning av flygplanssäkerhetsmarginalen. Alla dessa förändringar påverkade flygplanets egenskaper, men ändrade nästan inte dess yttre.

Den uppgraderade A-7C Eagle I testades hösten 1969 och bekräftade riktigheten av de nya tekniska lösningarna. I december utfärdade FAA ett luftvärdighetsbevis, vilket gjorde att serien kunde lanseras och försäljningen påbörjades. Kort därefter, 1970, skickades en erfaren Eagle-1 till Smithsonian University för att visa framgångarna inom vetenskap och teknik.

Eagle I-projektet fick publicitet och intresserade potentiella köpare. Utvecklingsbolaget fick flera beställningar. Det handlade dock om konstruktion av enstaka flygplan, och det här såg inte ut som en fullfjädrad serie. I detta läge fram till 1971-72. Windecker Research byggde bara åtta flygplan, inklusive ett som kraschade i test. På det hela taget var situationen inte gynnsam för optimism.

Omärkligt komposit


1972 kontaktades företaget av en kund som var intresserad av ny teknik och inte van vid att spara på dem. Ett annat flygplan köptes av det amerikanska flygvapnet för användning i forskningsprogrammet CADDO. Pentagon-specialister planerade att studera potentialen hos ett kompositflygplan i samband med stealth-teknologier.


Flygplanet fick den militära beteckningen YE-5 och genomgick vissa modifieringar. Standardpropellern ersattes med en ny trebladig. Dessutom planerades att täcka kompositkroppen med olika radarabsorberande färger och lacker, samt att testa andra sätt att minska sikten.

Flygtester av YE-5 började 1973. Flygplanet flög i olika konfigurationer, och från marken och från luften observerades det av befintliga och framtida radarer av olika slag. Det var möjligt att samla in en betydande mängd data och dra allmänna slutsatser. Så kompositflygplanet visade verkligen minsta EPR: radiovågorna passerade helt enkelt genom epoxihartsen och glasfibern. Samtidigt avslöjade motorn och andra element bilen, och det var inte möjligt att uppnå fullständig smyg.

1974 förvärvade de amerikanska markstyrkorna, intresserade av utvecklingen av arméflyg, sin egen Eagle. Den testades för drift under svåra förhållanden. Senare överlämnades bilen till Flygvapnet för liknande kontroller.


YE-5 på stativet för att testa radarsikten

"Armén" YE-5 användes fram till 1980, tills den förstördes av en tornado som träffade hemmaflygfältet. "Osynliga" experimentflygplan höll längre. Han förlorades 1985 under nästa testflygning.

Ekonomiskt misslyckande


Den främsta orsaken till bristen på intresse för Eagle I var dess höga pris. Ett kompositflygplan kostade över 110 15 dollar, medan konkurrenterna krävde 20 XNUMX-XNUMX XNUMX dollar mindre för ett liknande aluminiumflygplan. Inte alla potentiella köpare hade råd med en avancerad modell. Dessutom var början av sjuttiotalet generellt misslyckat för flygindustrin och den civila marknaden.

Windecker Research försökte leta efter investerare, men lyckades inte. I mitten av decenniet var hon tvungen att stänga. Men redan 1977 köpte affärsmannen Gerald Dietrik företagets tillgångar och väckte det till liv igen. Två år senare omorganiserades det och döptes om till Composite Aircraft Corporation. Det var planerat att återuppliva produktionen av unika flygplan.

Men under de senaste åren har situationen med priserna inte förändrats. Dessutom har konkurrenter hittat ett sätt att ytterligare minska kostnaderna för sina flygplan. Som ett resultat av detta slutförde företaget J. Dietrik inte ens förproduktionen. Inga order kom, inga pengar kom in och de nya Eagles byggdes aldrig.


Hytt av en av de överlevande örnen efter en djup modernisering

Redan tillverkade flygplan förblev i drift, men med tiden minskade antalet. Så Pentagon förlorade båda köpta bilarna; samma sak hände med några serieprover. Enligt olika källor överlevde nästan alla andra flygplan. Två finns på museer, och några till ägs av samlare och förblir till och med i flygande skick.

Nytt hopp


I slutet av 7-talet dök det upp information om ett eventuellt återupplivande av A-XNUMX Eagle-projektet. Det var tänkt att färdigställa flygplanet med hjälp av moderna komponenter och lösningar, och sedan ta tillbaka det till marknaden. Det har dock inte skett ännu - av tekniska, organisatoriska och kommersiella skäl.

Under 2015 rapporterades det om intresset för projektet från de kinesiska flygplanstillverkarna. Ett av företagen i Kina köpte dokumentationen och certifikatet för A-7C. Det var planerat att starta produktion i den asiatiska marknadens intresse. Dock dessa nyheter, liksom de tidigare, fick ingen uppföljare. Kina bygger flygplan av olika typer, men Eagle-analoger är ännu inte tillgängliga och förväntas inte.

Tydligen, historia Windecker A-7 Eagle-projektet är faktiskt avslutat. Med alla dess fördelar har ett sådant flygplan inga verkliga kommersiella utsikter, och det är därför osannolikt att återvända till serien. Individuella idéer och lösningar kan dock fortfarande användas i andra projekt. Man bör också komma ihåg att huvudidén med L. och F. Windekers projekt var korrekt - och kompositer som kombinerar låg vikt och hög hållfasthet används nu i stor utsträckning inom flyget.
Författare:
Använda bilder:
Smithsonianmag.com, Airwar.ru
7 kommentarer
Ad

Prenumerera på vår Telegram-kanal, regelbundet ytterligare information om specialoperationen i Ukraina, en stor mängd information, videor, något som inte faller på webbplatsen: https://t.me/topwar_official

informationen
Kära läsare, för att kunna lämna kommentarer på en publikation måste du inloggning.
  1. Dauria
    Dauria 30 maj 2022 18:31
    +2
    Kontroversiell sak. Ingen underhållsbarhet. Men det svetsade stålkroppsfackverket, vingen gjord av duraluminrör längs konturen, ribborna - ja, gjord av glasfiber. Och även kompositblad (stålnät, skum och glasfiber).
    Här är en typisk lätt bil som kan restaureras i ladan även efter en "tumling"
    Jag hade en chans att se hur Cessna återställdes. Enkelheten i design och konsumtionsvaror slog till. Två låssmeder och en svetsare - mästare i extraklass.
    1. ycuce234-san
      ycuce234-san 30 maj 2022 22:21
      0
      Citat från dauria
      Kontroversiell sak. Ingen underhållsbarhet.


      Glasfiber har länge svetsats i kabelnät. Frågan är hur man lär sig hur man svetsar den i kroppen av en kompositdel - då blir det lätt att återställa kompositdelen genom att lägga till ett polymerbindemedel och fyllmedel.
  2. Andrey Moskvin
    Andrey Moskvin 30 maj 2022 19:20
    0
    Vad är livslängden för en komposit? Titta, bladen på väderkvarnar vet inte hur de ska göra sig av med.
    1. Ulrich
      Ulrich 30 maj 2022 19:43
      +3
      Jag vet inte hur länge kolfiber, som nu används inom flyget, har glaskompositer, som är tunga jämfört med 20-25 år
  3. Ulrich
    Ulrich 30 maj 2022 19:21
    +1
    Låt oss börja med rubriken på artikeln) ett segelflygplan gjord av epoxi och glasfiber är inte ett flygplan) förresten, de tar på sig handskar, och andningsorganen är inte skyddade på bilden. En extremt intressant lösning, krossat glas som ett sätt att döda var känt redan under de franska kungarnas dagar. Motorn är väl inte gjord av kompositer? Så detta är inte ett helt sammansatt flygplan. Och för det andra kan kompositen även innehålla metaller. Det faktum att det inte lyfte är ganska förståeligt, manuellt arbete med tillverkning av delar av flygplanet. Svårt, dyrt, långt.
  4. ism_ek
    ism_ek 30 maj 2022 19:38
    +6
    Plywood är också en komposit. Skaparna av flygplanet kom inte på något särskilt nytt.
    Artikeln ska ha hetat - "Det första flygplanet tillverkat av epoxi och glasfiber"
  5. bergsskytt
    bergsskytt 31 maj 2022 08:08
    -1
    Det kan inte finnas några absolut sammansatta flygplan. Kostnaden för kompositer gjorda av kolfiber är dyrare än aluminium. Vad gäller underhållsbarhet vet jag inte. Kanske inte stor. Besparingar på driftskostnader. Mindre bränsleförbrukning eller mer nyttolast. Ju fler kompositer som används, desto billigare blir de. Nya material, ny teknik. Novosibirsk Research Institute utvecklade ett utmärkt flygplan för att ersätta An-2, en komposit - men för dyr, eftersom den var gjord av kolfiber. Och han gick inte in i serien. Även om han flög snabbare än "farfar", och lyfte "från en näsduk."