Windecker A-7 Eagle - 第一架全复合材料飞机

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Windecker A-7 Eagle - 第一架全复合材料飞机

第一架实验飞机 X-7

没有复合材料,现代飞机工业是不可想象的; 一些飞机的滑翔机几乎完全由它们组装而成。 材料科学的一个有前途的方向的发展始于上世纪中叶,并很快取得了初步成果。 因此,在 1969 年,联邦民事办公室 航空 美国为第一架全复合材料飞机 Windecker A-7 Eagle 轻型飞机颁发了适航证书。

代替铝


在 172 年代后期,来自德克萨斯州杰克逊湖的牙医 Leo Windeker 作为一名乘客乘坐塞斯纳 XNUMX 飞机。湍流破坏了空中体验。 此外,医生还注意到飞机的铝制机身是多么的薄而脆弱。 很快他就有了创造一种新材料来制造飞机的想法,这种材料比传统的“机翼金属”更坚固、更轻。



工作始于 1958 年。L. Windeker 在他自己的车库里进行了第一次实验,他的妻子费尔法克斯也是一名牙医,还有三个儿子。 牙医的病人很快得知了这些实验,其中包括化学公司陶氏化学公司的员工。 多亏了这一点,Windeckers 设法获得了公司负责人 Herbert Dow 和 Malcolm Pruitt 博士的支持。 现在,发明者可以获得必要的材料和科学技术基础。


费尔法克斯温德克在 X-7 前

很快,在发明家及其助手的参与下,Windecker Research Inc. 成立了。 起初,它的主要活动仍然是开发新材料,但用它们制造飞机的问题得到了解决。 尤其是应该如何展示复合材料的所有优势并在市场上找到一席之地,存在争议。

到 XNUMX 年代中期,Windecker Research 找到了最佳的航空复合材料并为其申请了专利,并注册了 Fibaloy 商标。 建议飞机零件由单向玻璃纤维和可用等级之一的环氧树脂制成。 放入模具后,在给定温度下烘烤组件。 根据未来飞机的尺寸,可以制造整个单元,例如半翼 - 并具有所有内部细节。

Faybeloy 与铝的不同之处在于其较低的密度并且具有相当的强度。 后来,在测试过程中,发现具有相同尺寸和重量的单个复合材料机翼的强度是预制铝结构的两倍。 在机身的其他元件的构造中可以获得类似的增益。 有了这一切,新材料很容易加工、粘合等。

空中复合


在所有初步检查之后,开始准备新材料的飞行测试。 Monocoupe 90 飞机的两个机翼由 Fibaloy 制成,这些机翼具有直的前缘和圆形的尖端。 翼展9,75米,面积12,5平方米。 在复合机翼内部,预先布置了用于控制布线和其他设备的通道,对应于 Monocoupe-90 的标准配置。


机身两半胶合的过程

更换机翼后,飞机变得更轻,飞行特性增加。 提高最高速度并降低失速速度。 甚至这一事实也充分证实了复合材料 Faybeloy 的巨大潜力和优势。

在测试了 Monocoupe 90 之后,L. and F. Windeker 公司开始开发自己的飞机,最初完全由有前途的复合材料制成。 经过一番争论,开发商决定了这个计划 - 计划建造一架带有活塞发动机和固定起落架的四座悬臂低翼飞机。 这辆车被指定为X-7。

7 年初秋完成了单个单元的制造和实验 X-1967 的组装,并于 XNUMX 月进行了首飞。 飞行、机动性和性能特征是可以接受的。 决定开发这种飞机的新版本,旨在全面进入商业市场。

温德克鹰


新项目 A-7 Eagle(“鹰”)是在 X-7 的基础上完成的; 根据第一次测试的结果,对现有设计进行了一些更改。 此外,机器的设备也发生了变化——它已经过调整以满足市场的要求。 与此同时,关于材料、设计、制造方法等的关键决策保持不变。


Leo Windecker 和他的儿子 Ted(站在背景中)监督复合材料零件的生产

与 X-7 一样,新鹰是一种单引擎低翼飞机,配备两排四座驾驶室和固定起落架。 从表面上看,就空气动力学和其他特性而言,这款车立即类似于它必须与之竞争的几架现有飞机。

飞机的机身由两个全尺寸的对称部件粘合在一起制成。 所有必要的系统和单元都安装在这样的机身内。 机翼也由复合材料半部组装而成。 必要的部件被放置在这样的外壳内,自由体积充满了泡沫。 和以前一样,使用了三点起落架,但开发了可伸缩的机架。

前机身安装了一台 520 马力的大陆 IO-285-C 活塞发动机。 带有双叶螺旋桨 - 与竞争飞机相同。 发动机安装在复合材料机身的加强机头上。 金属马达支架不见了。


机翼静力测试

成品飞机长8,7米,翼展9,75米,面积15,5平方米。 空机仅重975公斤,330名乘客和1,55升燃油的总重量不超过340吨,后来在测试中,鹰的最高速度为330公里/小时,巡航速度为106公里/小时H。 轻型结构的失速速度仅为 400 公里/小时。 起飞和降落距离 - 大约。 XNUMX米

项目开发


实验 Windecker Eagle 的首飞于 26 年 1969 月 XNUMX 日进行。该飞机迅速证实了计算的特性,并显示出优于同类其他机器的优势。 美国联邦航空管理局(FAA)计划下的各种测试持续了几个月,之后由于事故而停止。

19 月 XNUMX 日,试飞员比尔·罗宾逊 (Bill Robinson) 对 Eagle 进行了一次旋转测试。 在下一个转弯时,飞行员意识到飞机无法平飞,他必须带着降落伞逃生。 离开驾驶舱时,他的靴子在门口被夹住,但还是设法摆脱了陷阱并安全着陆。 经验丰富的飞机坠落坠毁。

在研究事故情况的过程中,确定飞机的重心过度向后移动 - 机头中没有重型动力元件受到影响。 此外,旋转过程中小区域的龙骨和方向舵被证明处于机身的空气动力学阴影中并失去了效力。


A-7C 之一

在创建 Eagle 项目的新版本时考虑了这些情况。 机身尾部变轻以获得所需的平衡。 此外,在尾部下方添加了一个龙骨脊,在旋转过程中不会被遮挡。 此外,FAA 要求将机身安全裕度提高 20%。 所有这些变化都影响了飞机的特性,但几乎没有改变它的外观。

升级后的 A-7C Eagle I 在 1969 年秋季进行了测试,并确认了新技术解决方案的正确性。 1970 月,FAA 颁发了适航证书,允许该系列推出并开始销售。 此后不久,在 1 年,一架经验丰富的 Eagle-XNUMX 被派往史密森尼大学展示科技成就。

Eagle I 项目受到宣传和感兴趣的潜在买家。 开发公司收到了几份订单。 然而,这是关于单机的建造,这看起来不像是一个成熟的系列。 在这种模式下,直到 1971-72 年。 Windecker Research 只制造了八架飞机,其中一架在测试中坠毁。 总体而言,形势不利于乐观。

不起眼的复合


1972 年,一位对新技术感兴趣但不习惯节省开支的客户找到该公司。 美国空军购买了另一架飞机用于 CADDO 研究计划。 五角大楼的专家计划在隐形技术的背景下研究复合机身的潜力。


这架飞机获得了军用名称 YE-5 并进行了一些修改。 标准螺旋桨被新的三叶螺旋桨取代。 此外,计划用各种雷达吸收涂料和清漆覆盖复合机身,并测试其他降低能见度的方法。

YE-5 的飞行试验始于 1973 年。飞机以不同的配置飞行,从地面和空中观察现有和未来的各种类型的雷达。 可以收集大量数据并得出一般性结论。 因此,复合材料飞机确实显示出最小的 EPR:无线电波简单地穿过环氧树脂和玻璃纤维。 同时,发动机和其他元素暴露了汽车,不可能实现完全隐身。

1974 年,对陆军航空兵发展感兴趣的美国地面部队获得了自己的 Eagle。 它经过了在困难条件下的操作测试。 后来,这辆车被移交给空军进行类似检查。


用于测试雷达能见度的 YE-5

“陆军”YE-5 一直使用到 1980 年,直到它被袭击本国机场的龙卷风摧毁。 “不起眼”的实验飞机持续时间更长。 他于 1985 年在下一次试飞中失踪。

经济失败


对 Eagle I 缺乏兴趣的主要原因是其高昂的价格。 一架复合材料飞机的成本超过 110 美元,而竞争对手对类似的铝制飞机的要求要低 15-20 美元。 并非每个潜在买家都能买得起先进的模型。 此外,七十年代初在航空工业和民用市场上普遍不成功。

Windecker Research 试图寻找投资者,但没有成功。 到本世纪中期,她不得不关闭。 然而,早在 1977 年,商人 Gerald Dietrik 购买了该公司的资产并使其恢复生机。 两年后,它进行了重组并更名为复合飞机公司。 计划恢复独特飞机的生产。

然而,在过去的几年里,价格的情况并没有改变。 此外,竞争对手已经找到了进一步降低飞机成本的方法。 结果,J. Dietrik 公司甚至没有完成前期制作。 没有订单,没有钱进来,新的老鹰队从未建成。


深度现代化后幸存的鹰之一的机舱

已经制造的飞机仍在运行,但随着时间的推移,它们的数量减少了。 因此,五角大楼丢失了两辆购买的汽车; 一些系列样品也是如此。 根据各种消息来源,几乎所有其他飞机都幸存下来。 其中两架在博物馆中,还有几架为收藏家所有,甚至还处于飞行状态。

新希望


在 7 年代末,出现了有关 A-XNUMX Eagle 项目可能复兴的信息。 它应该使用现代组件和解决方案来完成飞机的定型,然后将其带回市场。 然而,这还没有发生——出于技术、组织和商业方面的原因。

2015年,有报道称中国飞机制造商对该项目感兴趣。 中国的一家公司购买了 A-7C 的文件和证书。 为了亚洲市场的利益,计划开始生产。 然而,这些 新闻,和以前的一样,没有收到续集。 中国正在制造各种类型的飞机,但鹰式类似物还没有,也不会出现。

显然, 故事 Windecker A-7 Eagle项目实际上已经完成。 凭借其所有优势,这种飞机没有真正的商业前景,因此不太可能重返该系列。 但是,个人的想法和解决方案仍然可以在其他项目中使用。 还应该记住,L. 和 F. Windeker 项目的主要思想是正确的 - 结合了低重量和高强度的复合材料现在广泛用于航空。
7 评论
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  1. +2
    30可能是2022 18:31
    有争议的事情。 没有可维护性。 但是焊接钢机身桁架,沿轮廓由硬铝管制成的机翼,肋骨 - 是的,由玻璃纤维制成。 还有复合材料(钢网、泡沫和玻璃纤维)刀片。
    这是一辆典型的轻型汽车,即使在“翻滚”之后也可以在谷仓中恢复
    我有机会看到塞斯纳是如何修复的。 设计和消费品的简单性令人震惊。 两名锁匠和一名焊工 - 额外课程的主人。
    1. 0
      30可能是2022 22:21
      引用:dauria
      有争议的事情。 没有可维护性。


      长期以来,玻璃纤维一直被焊接在电缆网络中。 问题是如何学习如何将其焊接到复合材料部件的主体中 - 然后通过添加聚合物粘合剂和填料很容易恢复复合材料部件。
  2. 0
    30可能是2022 19:20
    复合材料的使用寿命是多久? 看,风车的叶片不知道怎么处理。
    1. +3
      30可能是2022 19:43
      不知道现在用在航空上的碳纤维有多长,有玻璃复合材料,比20-25年重
  3. +1
    30可能是2022 19:21
    让我们从文章的标题开始)顺便说一句,由环氧树脂和玻璃纤维制成的滑翔机不是飞机),他们戴上了手套,照片中没有保护呼吸器官。 一个非常有趣的解决方案,在法国国王时代,碎玻璃作为一种杀人方式就广为人知。 发动机不是由复合材料制成的,对吧? 所以这不是一架全复合材料的飞机。 其次,复合材料还可以包括金属。 它没有起飞的事实是可以理解的,是机身零件制造的手工工作。 困难,昂贵,漫长。
  4. +6
    30可能是2022 19:38
    胶合板也是一种复合材料。 这架飞机的创造者并没有想出什么特别新的东西。
    这篇文章应该被称为 - “第一架由环氧树脂和玻璃纤维制成的飞机”
  5. -1
    31可能是2022 08:08
    不可能有绝对复合的飞机。 由碳纤维制成的复合材料的成本比铝贵。 至于可维护性,我不知道。 也许不大。 节省运营成本。 更少的燃料消耗或更多的有效载荷。 使用的复合材料越多,它们就越便宜。 新材料,新技术。 新西伯利亚研究所开发了一种出色的飞机来取代复合材料的 An-2,但太贵了,因为它是由碳纤维制成的。 他没有参加这个系列赛。 尽管他比“祖父”飞得更快,而且“从手帕上”起飞。