Rockwell HiMAT

Rockwell HiMAT
HiMAT po přistání
HiMAT po přistání
Určeníexperimentální bezpilotní letadlo
PůvodUSA Spojené státy americké
VýrobceRockwell International
První let27. července 1979[1]
Zařazeno1979
Vyřazeno1983
Charaktervyřazeny, zachovány jako muzejní exponáty
UživatelNASA
USAF Flight Dynamics Laboratory
Vyrobeno kusů2
Cena za kus8,65 milionů USD[2]
Některá data mohou pocházet z datové položky.

Rockwell HiMAT (Highly Maneuverable Aircraft Technology) bylo americké nadzvukové bezpilotní experimentální letadlo vyrobené společností Rockwell International v 70. letech 20. století. Cílem projektu v němž se angažovala organizace NASA a americké letectvo, bylo vyvinout technologie pro supermanévrovatelná letadla, která by mohla sloužit jako prototypy pro vývoj nových vojenských letadel.

Rockwell HiMAT byl speciálně navržen pro demonstraci vysoké manévrovatelnosti a obratnosti. Byl poháněn proudovým motorem a měl jednoduchou konstrukci, která umožňovala snadné úpravy a výměnu součástek. Výzkumný tým také vyvinul nové systémy pro řízení letu a navigaci.

Rockwell HiMAT se stal významným průlomem v oblasti letectví a poskytl mnoho užitečných informací pro vývoj nových letadel. Některé technologie a systémy, které byly vyvinuty pro Rockwell HiMAT, byly později použity u mnoha jiných letadel.

Vývoj

V průběhu 70. let. 20. století se američtí výrobci letadel snažili vyvinout nové koncepty pro stíhací letadla, která by oproti předchůdcům byla svižnější a poskytovaly letounům lepší obratnost.[3][4] Příčinou těchto snah byly zkušenosti z války ve Vietnamu, kdy piloti řady letounů navržených v průběhu let 1960 až 1970 ztráceli kontrolu nad řízením při letech pod vysokým úhlem náběhu.[5][pozn. 1] V prosinci roku 1971 byla uspořádána konference Stall/Post-Stall/Spin Symposium, která se zaměřila na tuto problematiku a z níž vzešly návrhy a požadavky na další generace stíhacích letounů, které by měly větší obratnost a zachovávaly si svou ovladatelnost i při vyšších úhlech náběhu.

K řešení problémů s ovladatelností a obratností přispěl rozvoj výpočetní techniky a systém fly-by-wire (FBW), které umožnily návrh letounů s přirozenou nestabilitou. Mezi testovací letouny patřil HiMAT nebo upravený BAe Jaguar Active Control Technologies.[pozn. 2]

Program Highly Maneuverable Aircraft Technology byl zahájen v roce 1973.[2] Za program letounu zodpovídalo Drydenovo letecké výzkumné středisko (později přejmenované na Armstrongovo).[1] V srpnu roku 1975 získala společnost Rockwell kontrakt v hodnotě 17,3 milionů dolarů na stavbu dvou dálkově ovládaných letounů.[3][6] Na vývoji podílelo také Amesovo výzkumné centrum.[2] Rockwell měl postavit letoun, který dokáže delší dobu letět v zatáčce s přetížením až 8G při rychlosti Mach 0,9 ve výšce 30 000 stop (9 100 m) s rádiusem mise 300 námořních mil (560 km).[6]

Jedním z vedlejších cílů programu HiMAT bylo použití výpočetních a simulačních nástrojů pro aerodynamický a strukturální návrh letounu s cílem redukovat množství nákladných testů v aerodynamických tunelech.[6] Jako součást vývoje letounu vznikl také testovací autopilot FTMAP pro řízení letounu při provádění kritických manévrů.[7]

Letouny byly dodány do Drydenu v březnu a červnu 1978.[6] Letoun HiMAT absolvoval svůj první let 27. července 1979.[2]

Do svého vyřazení v roce 1983 absolvovaly letouny HiMAT 26 letů.[2][8]

Pořízení letounů HiMAT vyšlo na 17,3 milionů USD, náklady na předletovou přípravu prvního letounu stály 4 miliony USD u druhého letounu 2 miliony USD.[9]

Přínos

Vývoj letounu měl vliv na systémy řízení fly-by-wire a o digitálním řízení.[4][2] Pomohl také získat zkušenosti s aplikací kompozitních materiálů ze skelných a uhlíkových vláken, které zpevnily konstrukci letounu, což umožnilo dosahovat manévrů s větším přetížením. Získané znalosti měly další vliv na výzkum a vývoj těchto materiálů.[2][4] Přínosem programu byla data zaměřená na zkoumání aeroelasticity. Letoun poskytl data o vlivu wingletů a kachních ploch umístěných blízko sebe.[4] Na program HiMAT navázaly další programy. Například Advanced Design Composite Aircraft (ADCA), Advance Fighter Technology Integration (AFTI) nebo třeba Advanced Tactical Fighter, z něhož později vzešel stíhací letoun pro vybojování vzdušné nadvlády Lockheed Martin/Boeing F-22 Raptor.[3]

Z vývoje letounu HiMAT také těžil letoun Grumman X-29.[2]

Společnost Rockwell spolu se společností MBB spolupracovala s firmou Saab na návrhu stíhacího letounu JAS-39 Gripen. Společnost Rockwell se zaměřovala na návrh konfigurace křídla, které vycházelo ze zkušeností s letounem HiMAT.[10]

Současné umístění

Konstrukce

Letouny HiMAT byly postaveny jako modely letadel zmenšených na přibližně 44 % velikosti letounu F-16.[3][6] HiMAT byl navržen jako středoplošník, který byl poháněn proudovým motorem General Electric J85-21, jehož vstup vzduchu se nacházel na spodní straně trupu letadla, zhruba na úrovni naznačeného kokpitu. Vyústění motoru mělo trysku kruhového průměru, ale uvažovalo se také o experimentech s vektorováním tahu k čemuž u letounu HiMAT měl posloužit 2D systém vektorování tahu. Tento experiment nebyl realizován, došlo jen k vytvoření makety systému. Konfigurace letounu se mohla přizpůsobovat experimentům například se počítalo se záměnou šípových křídel za křídla s negativním šípem. Letoun byl také vybaven kachními plochami a dvojicí svislých ocasních ploch. Nebyl vybaven klasickým kolovým podvozkem, ale zatahovacím lyžinovým podvozkem. Byl vypouštěn ze závěsníku z letounu NB-52B.[8]

Letoun byl řízen dálkově z pozemní stanice a pro případ ztráty spojení s pozemní stanicí bylo možné převzít řízení letounu ze zadního sedadla stíhacího letounu TF-104G.[13][14]

Specifikace

Rozměry letounu pochází z technického memoranda NASA 86725[15]

Nákres letounu

Technické údaje

Výkony

  • Maximální rychlost: Mach 1,4[1]

Galerie

  • Letoun HiMAT zavěšený na závěsníku pod křídlem letounu NB-52B před vypuštěním ke zkušebnímu letu.

    Letoun HiMAT zavěšený na závěsníku pod křídlem letounu NB-52B před vypuštěním ke zkušebnímu letu.

  • HiMAT zachycený za letu poblíž letecké základny Edwards

    HiMAT zachycený za letu poblíž letecké základny Edwards

  • Pozemní řídící stanoviště letounu HiMAT

    Pozemní řídící stanoviště letounu HiMAT

  • Syntetický vizuální displej letounu HiMAT. Jedná se o syntetický pohled z 3D perspektivy ven z kokpitu vytvořený pomocí vizuálního displeje. Objekt v popředí je 3D model pitotovy trubice letounu HiMAT a v dálce je zobrazen terén a ranvej.

    Syntetický vizuální displej letounu HiMAT. Jedná se o syntetický pohled z 3D perspektivy ven z kokpitu vytvořený pomocí vizuálního displeje. Objekt v popředí je 3D model pitotovy trubice letounu HiMAT a v dálce je zobrazen terén a ranvej.

  • HiMAT s maketou 2D vektorování tahu

    HiMAT s maketou 2D vektorování tahu


Odkazy

Poznámky

  1. ↑ Za války ve Vietnamu bylo ztraceno přes 100 letounů F-4 Phantom v důsledku ztráty řízení při vysokém úhlu náběhu. USAF rovněž ztratilo na 147 letounů různých typů při podobných incidentech v rozmezí let 1966-1970[5]
  2. ↑ V přibližně ve stejné době vznikal letoun F-16, který je rovněž vybaven systémem FBW a je navržen s přirozenou nestabilitou. Byl, ale vybaven omezovačem úhlu náběhu.[5]

Reference

  1. ↑ a b c d NASA HISTORICAL DATA BOOK vol 3, s. 286.
  2. ↑ a b c d e f g h i j GIBBS, Yvonne. NASA Dryden Fact Sheet - Highly Maneuverable Aircraft Technology [online]. NASA, 2015-08-06 [cit. 2023-03-31]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2017-06-21. (anglicky) 
  3. ↑ a b c d LANDIS, Tony R. A look back....Rockwell Highly Maneuverable Aircraft Technology [online]. Air Force Materiel Command History Office, 2023-02-23 [cit. 2023-03-22]. Dostupné online. (anglicky) 
  4. ↑ a b c d e f GIBBS, Yvonne. Experimental HiMAT Has New Home at NASA Armstrong [online]. NASA, 2015-03-05 [cit. 2023-03-22]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2023-03-31. (anglicky) 
  5. ↑ a b c Flying beyond the stall : the X-31 and the advent of supermaneuverability, s. 3.
  6. ↑ a b c d e NASA Technical memorandum 85923 Closing the Design Loop on HiMAT (Highly Maneuverable Aircraft Technology), s. 3.
  7. ↑ NASA Technical memorandum 85923 Closing the Design Loop on HiMAT (Highly Maneuverable Aircraft Technology), s. 12.
  8. ↑ a b Flying beyond the stall : the X-31 and the advent of supermaneuverability, s. 7.
  9. ↑ NASA Technical Memorandum 86725 HiMAT Flight Program: Test Results and Program Assessment Overview, s. 19.
  10. ↑ Flying beyond the stall : the X-31 and the advent of supermaneuverability, s. 8.
  11. ↑ HiMAT (Highly Maneuverable Aircraft Technology) in Beyond the Limits [online]. [cit. 2023-03-22]. Dostupné online. (anglicky) 
  12. ↑ CARLISLE, Mark. Aviation Photo Search [online]. 2010-12-26 [cit. 2023-03-22]. Dostupné online. (anglicky) 
  13. ↑ NASA Technical Paper 2822 Flight control systems development and flight test experience with the HiMAT research vehicles, s. 4.
  14. ↑ NASA Technical Memorandum 86725 HiMAT Flight Program: Test Results and Program Assessment Overview, s. 4.
  15. ↑ NASA Technical Memorandum 86725 HiMAT Flight Program: Test Results and Program Assessment Overview, s. 20.

Literatura

  • JOYCE, Douglas A. Flying beyond the stall : the X-31 and the advent of supermaneuverability. Washington, DC: NASA, 2015. 427 s. Dostupné online. ISBN 978-1626830196. S. 3. (anglicky) 
  • ARONSTEIN, David C. Advanced tactical fighter to F-22 raptor : origins of the 21st century air dominance fighter. Reston, Va.: American Institute of Aeronautics and Astronautics, 1998. 308 s. ISBN 9781600867903. (anglicky) 
  • NASA HISTORICAL DATA BOOK vol 3. [s.l.]: NASA 123 s. Dostupné online. Kapitola AERONAUTICS AND SPACE RESEARCH AND TECHNOLOGY. (anglicky) 
  • JOHNSEN, Frederick A. Sweeping forward : developing & flight testing the Grumman X-29A Forward Swept Wing Research Aircraft. Washington, DC: NASA, 2013. 337 s. Dostupné online. ISBN 978-1626830080. (anglicky) 
  • KEMPEL, Robert W.; EARLS, Michael R. NASA Technical Paper 2822 Flight control systems development and flight test experience with the HiMAT research vehicles. [s.l.]: NASA, 1988. 88 s. Dostupné online. (anglicky) 
  • DEETS, Dwain A.; DEANGELIS, V. Michael; LUX, David P. NASA Technical Memorandum 86725 HiMAT Flight Program: Test Results and Program Assessment Overview. [s.l.]: Ames Research Center, 1986. 30 s. Dostupné online. (anglicky) 
  • PUTNAM, Terril W.; ROBINSON, M.R. NASA Technical memorandum 85923 Closing the Design Loop on HiMAT (Highly Maneuverable Aircraft Technology). [s.l.]: NASA Ames Research Center, Rockwell International, 1984. Dostupné online. (anglicky)  Archivováno 23. 5. 2023 na Wayback Machine.

Související články

Externí odkazy

Média použitá na této stránce

Himatsv2.jpg
HiMAT Remotely Piloted Aircraft Synthetic Vision Display. This is a synthetic out-the cockpit-window 3D perspective view created using a visual display. The object in the foreground is a 3D model of the HiMAT nose probe, and in the distance we see terrain and a runway.
HiMAT Subscale Research Vehicle Mated to NB-52B Mothership in Flight, Close-up View (ECN-14284).jpg
A close-up view of the Highly Maneuverable Aircraft Technology (HiMAT) research vehicle attached to a wing pylon on NASA’s NB-52B mothership during a 1980 test flight. The HiMAT used sharply swept-back wings and a canard configuration to test possible technology for advanced fighters.
2D 2 DIMENSIONAL NOZZLE MOCKUP ON HIMAT HIGHLY MANEUVERABLE AIRCRAFT TECHNOLOGY - NARA - 17497394.jpg
  • Scope and content: The original finding aid described this as:

Capture Date: 7/2/1980

Photographer: LAURA BAGNELL

Keywords: Larsen Scan
Rockwell HiMAT RPRV-870 3 plan view.gif
Rockwell HiMAT RPRV-870 3 plan view
Himatcockpit2.jpg
HiMAT Remotely Piloted Aircraft Cockpit with Synhthetic Vision Display
HiMAT near Edwards Air Force Base (ECN-14280).jpg
The HiMAT (Highly Maneuverable Aircraft Technology) subscale research vehicle, seen here during a research flight, was flown by the NASA Dryden Flight Research Center, Edwards, California, from mid 1979 to January 1983. The aircraft demonstrated advanced fighter technologies that have been used in the development of many modern high performance military aircraft.
HiMAT on lakebed after landing.jpg
The HiMAT (Highly Maneuverable Aircraft Technology) subscale research vehicle, seen here after landing to conclude a research flight, was flown by the NASA Dryden Flight Research Center, Edwards, California, from mid 1979 to January 1983. The aircraft demonstrated advanced fighter technologies that have been used in the development of many modern high performance military aircraft.

Two vehicles were used in the research program conducted jointly by NASA and the Air Force Flight Dynamics Laboratory, Wright-Patterson AFB, Ohio. The two vehicles, flown a total of 26 times, provided data on the use of composites, aeroelastic tailoring, close-coupled canards and winglets. They investigated the interaction of these then-new technologies upon each other.

About one-half the size of a standard manned fighter and powered by a small jet engine, the HiMAT vehicles were launched from NASA's B-52 carrier aircraft at an altitude of about 45,000 feet. They were flown remotely by a NASA research pilot from a ground station with the aid of a television camera mounted in the HiMAT cockpits.

Technologies tested on the HiMAT vehicles appearing later on other aircraft include the extensive use of composites common now on military and commercial aircraft; rear-mounted wing and forward canard configuration used very successfully on the X-29 research aircraft flown at Dryden; and winglets, now used on many private and commercial aircraft to lessen wingtip drag and enhance fuel savings.