協(xié)和超音速客機的前輩,英國HP.115超音速實驗機

上世紀50年代,航空領域掀起一股超音速的技術風潮,戰(zhàn)斗機、轟炸機都在追求超音速飛行,似乎速度才是制勝的法寶,這股風氣也影響到了民航領域,人們開始設計超音速客機,為了探索相關技術,英國專門設計建造了HP.115實驗機。

當時人們對超音速飛行所需的結構設計認識還不足,這一點從當時的戰(zhàn)斗機設計就能看出,那時候的超音速戰(zhàn)斗機為了獲取高速飛行性能,機翼開始往小型三角翼演變,這種機翼在低速飛行的時候無法產生足夠的升力,換句話說飛機無法兼顧高速和低速飛行性能。
對于民航飛機而言,低速飛行性能是必須考慮的問題,客機無法像戰(zhàn)斗機一樣一味地追求高速度,HP.115實驗機正是希望找到這樣一個技術平衡點。

英國皇家飛機公司在50年代發(fā)現(xiàn)一個有趣的現(xiàn)象,那就是三角翼在大迎角飛行的時候會在翼上產生漩渦,這個漩渦加快了氣流的速度,從而提升了三角翼的升力?;谶@一技術發(fā)現(xiàn),英國在60年代初推動了實驗機的發(fā)展,起初只是想設計一款無動力的滑翔機,后來想了想加上牽引飛機的使用成本,改成有動力的經濟性過更好,于是便有了HP.115。

HP.115的結構造型獨特,這主要是它的機翼結構所需。飛機采用長三角翼設計,機翼幾乎從駕駛室后方一直延伸到機尾,前緣后掠角度為75°,展弦比非常小,這種設計的好處是延長翼上渦流的運轉空間提升更多的升力。為了產生所需的升力,飛機在低速飛行時必須時刻抬起機頭,這樣才能產生足夠的翼上渦流,為了在起飛滑跑階段也能保持足夠的迎角,飛機擁有一副“大長腿”,它的固定式前三點起落架顯得比較修長。

在機身明顯大幅度上揚的情況下,為了讓機頭的機組獲得足夠的視野,HP.115的機頭部分有明顯的下垂,這樣才能在起降的時候看清地面。這種設計在后來的協(xié)和超音速客機身上也有體現(xiàn),只不過設計師將協(xié)和的機頭改為可動結構,起降時機頭下垂,高速飛行時機頭抬起與機體流暢過渡。
飛機的發(fā)動機艙位于機身尾部,采用前高后低的安裝方式,HP.115就成了尾部噴氣、機背進氣的結構了。發(fā)動機為一臺Bristol Siddeley Viper BSV.9渦輪噴氣發(fā)動機推力8.5KN。

垂尾安裝在發(fā)動機艙上方,并且垂尾上有一個流線型的整流罩,里面用來安裝攝影設備,用來記錄飛機飛行中的影像資料,有時還會在飛機上安裝煙霧發(fā)生器,更加形象地展示氣流運動。
HP.115在1961年8月首飛,在試飛中展示出有效的低速控制能力,飛行員在111千米的速度下仍然可以控制飛機,它的相關技術成果被運用到協(xié)和超音速客機身上。

HP.115實驗機空重1669千克,最大起飛重量2291千克,機長15.34米,高3.89米,翼展6.25米,機翼面積40.1平方米,機組1人,最大飛行速度399千米每小時,續(xù)航時間40分鐘。