Appareil de mesure de poussée Rolls-Royce - Rolls-Royce Thrust Measuring Rig

« Lit volant » réexpédie ici. Pour le simulateur d'entraînement à l'atterrissage lunaire de la NASA, voir Lunar Landing Research Vehicle .

Plate-forme de mesure de poussée
Rolls-Royce appareil de mesure de poussée science museum.jpg
Exposée au Musée des sciences
Rôle Décollage vertical expérimental
origine nationale Royaume-Uni
Fabricant Rolls-Royce
Premier vol 3 août 1954 (gratuit)
Nombre construit 2

La plate-forme de mesure de poussée Rolls-Royce (TMR) était un avion pionnier à décollage et atterrissage verticaux ( VTOL ) développé par Rolls-Royce dans les années 1950. Il a la particularité d'être "le premier avion de transport à réaction à voler n'importe où dans le monde".

La conception de la TMR est unique. Il était propulsé par une paire de turboréacteurs Nene , qui étaient montés dos à dos horizontalement dans un cadre en acier ; à son tour, cette charpente reposait sur quatre pieds munis de roulettes pour roues. La TMR était dépourvue de surfaces portantes, telles que des ailes ; au lieu de cela, la portance était générée uniquement par la poussée dirigée vers le bas. En raison de son apparence non conventionnelle, il a été naturellement surnommé le Flying Bedstead .

La TMR avait été conçue spécifiquement pour mener des recherches, en particulier pour explorer les applications potentielles de la propulsion à réaction alors nouvellement développée pour effectuer des vols verticaux. Premier vol en août 1954, des études approfondies ont été menées au cours d'une série de vols d'essai sur la façon dont la stabilisation pourrait être effectuée pendant le vol stationnaire de l'avion. Il a contribué à une meilleure compréhension du niveau de puissance et des modes de stabilisation appropriés impliqués dans un avion VTOL, ainsi qu'à prouver la faisabilité du concept en général.

Développement

L'homme en grande partie responsable du développement de la TMR était le Dr Alan Arnold Griffith , qui avait travaillé sur la conception de turbines à gaz au Royal Aircraft Establishment (RAE), dans les années 1920 et était un pionnier de la technologie de levage à réaction. En 1939, Griffith avait été employé par Rolls-Royce. Au cours des années 1940, il a conçu l'utilisation de la propulsion par réaction comme méthode pour fournir directement une portance verticale pour produire un avion capable de décoller verticalement. La construction d'un tel avion à des fins de recherche a été suggérée par Griffith.

Étant convenablement impressionné par le concept de Griffith, tout en étant désireux d'explorer et d'exploiter les capacités de sa nouvelle gamme de moteurs à réaction, Rolls-Royce a commencé la construction de l'avion dans les installations de la société à l' aérodrome de Hucknall , dans le Nottinghamshire , en Angleterre. L'auto-stabilisateur crucial pour l'avion a été conçu et produit par le département de photographie aérienne et instrumentale du Royal Aircraft Establishment (RAE). L'avion a été désigné comme la plate-forme de mesure de poussée (TMR), deux ont été construits pour le programme d'essai.

Le 19 août 1953, le premier TMR a effectué son vol inaugural à l'aérodrome de Hucknall. Afin d'effectuer ces vols, un dispositif de type portique spécialement conçu avait été conçu et assemblé à Hucknall qui, tout en ne limitant pas le mouvement de l'avion dans un espace défini, l'empêchait de dépasser cette limite ; il a également empêché des taux de descente excessifs, permettant un taux de descente maximal de 10 pieds par seconde, de se produire afin d'éviter de subir des dommages et a permis aux pilotes en difficulté de fermer facilement les gaz sans accident. Au cours de la première année de vols, l'avion est resté attaché au système de portique pour les essais en vol. Le 3 août 1954, le TMR effectuait son premier vol libre , piloté par Ronald Thomas Shepherd , le pilote d'essai en chef de Rolls-Royce.

À la fin de 1954, le TMR a été transféré aux installations de recherche de la RAE, d'abord affecté à RAE Farnborough . En juin 1956, il a été transféré à RAE Bedford , dans le Bedfordshire , dans le but d'effectuer d'autres essais en vol. Alors que les aspects pratiques entourant la contrôlabilité avaient été abordés pendant son séjour à Hucknall, le RAE était plus intéressé par l'utilisation de la TMR pour déterminer si une stabilisation artificielle serait nécessaire pour un tel avion, à la fois pendant les phases de vol stationnaire et à basse vitesse, et étudier les caractéristiques souhaitables pour obtenir un vol vertical stable.

Les informations provenant de vols typiques ont été principalement acquises grâce aux expériences rapportées des pilotes. Au cours des essais de stabilité, des données plus quantifiables ont été obtenues en demandant à plusieurs pilotes de suivre la même séquence de manœuvres, dont beaucoup étaient censées être représentatives d'un aéronef VTOL passant au vol stationnaire ; plusieurs observateurs ont également été employés. Les vols d'essai étaient soumis à plusieurs restrictions de sécurité : le TMR n'était généralement pas piloté si la vitesse du vent était de 10 nœuds ou plus, il ne volerait que dans des conditions météorologiques dans lesquelles l'avion pourrait être contrôlé en cas de panne. Les pilotes ont pu effectuer des décollages et des atterrissages contrôlés, mais ont trouvé les deux exploits plus difficiles s'il y avait du vent, en particulier si la TMR devait s'incliner afin de contrer les effets du vent.

Selon les témoignages, les pilotes ont découvert que la principale difficulté initiale pour piloter la TMR était la régulation de la hauteur de l'avion; cela était dû en partie à la lenteur de la réponse du moteur aux mouvements des gaz commandés par le pilote. L'intervalle de retard entre la manette des gaz et la réponse du moteur était souvent d'environ une à deux secondes; les pilotes s'adapteraient généralement à cette particularité de l'avion et deviendraient aptes à maîtriser le contrôle de la hauteur. Deux tentatives ont été faites pour améliorer le contrôle de la hauteur, l'ajout d'un trimmer simpliste sur la manette des gaz pour restreindre sa vitesse de déplacement possible, et l'installation de « anticipateurs de la manette des gaz » qui ne fonctionnaient pas comme prévu. Le TMR a effectivement démontré que le retard dans la réponse du contrôle de hauteur serait une difficulté majeure des avions VTOL, et les moteurs des avions VTOL ultérieurs présentaient généralement des temps de réponse plus rapides.

L'avion a survécu à une défaillance de son système de contrôle à poussée vectorielle le 16 septembre 1957 alors qu'il était piloté par le commandant de l'escadre Stan Hubbard de la RAE. Le 29 novembre 1957, le deuxième TMR, Serial XK426 , est détruit lors d'un vol d'essai, entraînant la mort du Wing Commander HGF Larsen, qui pilotait l'avion pour la première fois.

Les recherches du programme d'essais de la TMR ont été d'une valeur considérable pour les futurs avions VTOL, du moins dans certains domaines : un rapport officiel publié par le ministère de l'Aviation résumait que « la principale conclusion à tirer de cette expérience est que toute l'avion doit avoir une certaine stabilisation artificielle en vol stationnaire s'il doit fonctionner dans des conditions météorologiques autres que très favorables... la principale difficulté pour apprendre à piloter l'avion était le contrôle de la hauteur ; toute réduction de la constante de temps de la réponse du moteur rendrait le problème d'apprendre à piloter un avion à réaction plus facilement". Suite aux essais relativement réussis du TMR, Rolls-Royce a décidé de poursuivre le développement du turboréacteur à sustentation directe Rolls-Royce RB108 ; cinq de ces moteurs ont été utilisés pour propulser le premier véritable avion VTOL britannique, le Short SC.1 .

Conception

La plate-forme de mesure de poussée Rolls-Royce (TMR) était un avion VTOL développé pour explorer la praticité, les caractéristiques et les exigences d'un tel avion. Il était largement connu sous son surnom de Flying Bedstead en raison de son apparence radicalement non conventionnelle pour un avion, consistant essentiellement en un cadre tubulaire rectangulaire construit autour des moteurs, une plate-forme étant placée au sommet de laquelle loger un seul pilote. Il n'avait aucune forme aérodynamique , sans ailes ni queue ; il a plutôt généré toute sa portance en dirigeant la poussée de ses moteurs directement vers le bas. En raison de sa petite taille, le TMR avait une autonomie de vol maximale de seulement six minutes.

Il était propulsé par une paire de turboréacteurs Nene , qui ont été installés dans une configuration dos à dos. La sortie des jets était dirigée vers le centre de gravité de la plate-forme ; une tuyère se déchargeant vers le bas à travers une buse centrale tandis que l'autre jet se déchargeait vers le bas à travers deux buses plus petites de chaque côté ; c'était pour que, en cas de panne d'un seul moteur pendant le vol, il n'y aurait pas de mouvement défavorable brusque en conséquence. Des précautions considérables ont été prises pour supporter en toute sécurité une telle panne de moteur; le train d'atterrissage à quatre jambes a été conçu pour supporter une vitesse verticale de 34 pieds par seconde et pour résister à un atterrissage sur un seul moteur à partir de n'importe quelle hauteur inférieure à 50 pieds. Le TMR ne possédait qu'un excès de puissance marginal, ce qui compliquait le pilotage de l'avion ; cela a été encore aggravé par le temps de réponse lent des moteurs aux changements d'accélérateur. Par conséquent, il y avait un degré considérable d'anticipation dans l'utilisation de la puissance moteur requise pour empêcher le dépassement de l'altitude souhaitée et pour assurer un toucher des roues en douceur lors de l'atterrissage.

Un total de quatre bras de stabilisateur s'étendait hors de la plate-forme, un de chaque côté et un à l'avant et à l'arrière, à travers lesquels de l'air comprimé était libéré pour le contrôle en roulis , tangage et lacet en vol. Alors que les commandes de lacet et de hauteur étaient à base mécanique, les commandes de tangage et de roulis étaient signalées électriquement, sans aucune disposition pour revenir à un fonctionnement mécanique. Initialement, les composants clés des composants du système de contrôle électrique ont été dupliqués; cependant, afin de rendre la détection des défauts infaillible, une disposition plus sûre en triplex partiel a été adoptée pour la phase d'essais en vol libre du RAE. Comme le TMR ne possédait aucune stabilité inhérente , il intégrait un système expérimental de stabilisateur automatique. Au cours de ses nombreux vols d'essai, divers degrés d'intervention du stabilisateur ont été effectués, dont quelques-uns dans lesquels aucune stabilisation n'était active du tout.

Aéronefs exposés

La première machine (Serial XJ314 ) est conservée et exposée au public au Science Museum de Londres, en Angleterre.

Spécifications (plate-forme de mesure de poussée)

Caractéristiques générales

  • Longueur : 28 pi 0 po (8,53 m)
  • Largeur : 14 pi 0 po (4,27 m)
  • Hauteur : 12 pi 8 po (3,86 m) à l'exclusion du pylône
  • Poids à vide : 6 000 lb (2 722 kg)
  • Poids brut : 7 500 lb (3 402 kg)
  • Groupe motopropulseur : 2 turboréacteurs Rolls-Royce Nene à flux centrifuge , 4 050 lbf (18,0 kN) de poussée chacun

Performance

Avionique

  • Stabilisation automatique

Voir également

Avions comparables

Les références

Citations

Bibliographie

Liens externes