Le McDonnell XF-85 "Goblin" est un avion à réaction créé aux USA comme chasseur d'escorte capable d'être basé sur le bombardier Convair B-36.
XF-85 à la base aérienne Edwards
Les premières idées de création d'un bombardier stratégique qui pourrait, après avoir décollé du territoire des États-Unis, couvrir une distance considérable jusqu'aux positions ennemies et, après avoir terminé une mission de combat, revenir en arrière, l'armée américaine est apparue en 1941. Les raisons de l'apparition de ces pensées étaient les premières défaites de la guerre du Pacifique, ainsi que la probabilité que la Grande-Bretagne tombe. C'est ainsi qu'est apparu le cahier des charges du bombardier stratégique à six moteurs B-36. Le développement de la machine a été tellement retardé qu'elle n'a pas eu le temps de prendre part à la guerre. Lorsque la construction d'un avion d'une autonomie d'environ 9 000 km a pris fin, il s'est avéré qu'il ne correspondait pas au concept d'utilisation d'avions bombardiers adopté à l'époque: il n'y avait pas de chasseur d'escorte capable de suivre le bombardier tout au long de le vol. Les avions existants, ainsi que ceux qui auraient pu être conçus pour accompagner le Convair B-36 avec un lancement simultané, n'étaient pas adaptés: ceux existants - en raison du rayon d'action de vol insuffisant, projeté - se seraient avérés très lourds et incapable de refléter efficacement l'attaque d'intercepteur. De plus, le pilote du chasseur d'escorte, étant en tension constante pendant tout le vol, est très fatigué au moment où le besoin de mener une bataille aérienne se fait sentir. Des représentants de l'US Air Force considéraient que ces problèmes ne pouvaient être résolus qu'avec une approche non standard.
En décembre 1942, l'US Air Force a annoncé un concours sous la désignation "Projet MX-472" - escorte d'un bombardier lourd à très longue portée. Une commission spéciale pendant deux ans a examiné un certain nombre de projets, mais le choix s'est arrêté sur le projet d'un chasseur de type dit "parasitaire", qui pour la majeure partie du vol serait à l'intérieur du bombardier, et, si nécessaire, serait libéré à l'extérieur. Cette solution n'était pas complètement nouvelle - bien avant le Convair B-36, il existait des dirigeables de conception similaire.
La seule entreprise qui a présenté un projet assez bien développé de ce type de combattant était le "McDonnell" récemment créé. Malgré les problèmes qui se sont posés, les ingénieurs de l'entreprise, sous la direction de Barkley, qui travaillait auparavant pour Curtiss, ont présenté en peu de temps plusieurs projets répondant aux exigences de l'Air Force. Les options proposées différaient par les types de fixation: suspension interne ou semi-encastrée. Au début de 1945, des représentants de l'US Air Force avaient choisi un projet comprenant une suspension interne. Dans l'entreprise, la voiture a reçu la désignation "Modèle 27D".
Une commande pour le développement de prototypes (désignation militaire XF-85) de l'armée de l'air américaine a été reçue en mars 1947, et le premier vol indépendant a eu lieu le 23 août de l'année suivante. Le chasseur a été lancé à partir d'un bombardier Boeing EB-29B. Des essais en vol ont montré que les turbulences autour du bombardier créent de graves problèmes de contrôle. Couplé au fait qu'un tel avion miniature ne pouvait pas avoir la maniabilité et la vitesse des chasseurs avec lesquels il devait entrer en collision dans les airs, cela a conduit à l'arrêt du développement.
Les dimensions de la soute à bombes du bombardier porteur (4,88 x 3,0 m) limitaient également les dimensions du XF-85 lui-même. Longueur du fuselage - 4, 32 m (longueur totale de l'avion - 4, 5 m) largeur 1, 27 m, hauteur 2, 0 m L'avion devait être équipé de quatre mitrailleuses de gros calibre. Selon les spécifications, un chasseur à une altitude de 10 à 12 000 mètres pourrait être tiré et adopté en une minute et demie. Le fuselage est une semi-monocoque entièrement métallique en alliages d'aluminium. Des équipements, des réservoirs de carburant et des armes ont été installés à l'intérieur du fuselage, car l'aile était mince, avait une unité de pliage à la racine même et une structure complexe. Envergure 6, 44 m, balayage le long du bord d'attaque à 37 degrés. L'avion n'avait pas de train d'atterrissage - seulement des roues auxiliaires destinées à un atterrissage d'urgence. L'empennage est à six plans.
La cabine du XF-85 Goblin avait un volume de 0,74 m3. Malgré de si petites dimensions, le chauffage, la pressurisation et l'étanchéité étaient assurés dans la cabine. De plus, les concepteurs ont réussi à "presser" un système d'alimentation en oxygène à haute pression, ainsi qu'un bidon d'oxygène pour que le pilote puisse respirer après une sortie de secours de l'avion (cela était nécessaire, car le plafond pratique était de 15 000 mètres). Le système de sauvetage du pilote était un siège éjectable T-4E avec une inclinaison du dossier de 33 degrés. L'étroitesse du cockpit a conduit au fait que le viseur et les pédales de la mitrailleuse, et non la chaise, étaient réglables en hauteur. De plus, la sélection des pilotes pour cet avion a également été déterminée par les petites dimensions: hauteur pas plus de 172 cm, poids (y compris la combinaison) - jusqu'à 90 kg.
Le système de carburant consistait en un seul réservoir de carburant protégé en forme de fer à cheval de 435 litres encerclant le moteur. Ce volume à pleine puissance du moteur fourni 20 minutes de vol, en mode croisière - 32 minutes. Lors des tests, il a été possible d'atteindre une durée de vol de 1 heure 17 minutes. Il a été supposé qu'un réservoir de 95 litres et deux réservoirs d'aile d'une capacité de 113 litres chacun seraient installés dans la gargrotta sur les avions de production. Tous les réservoirs étaient équipés d'un système de remplissage de gaz inerte. De plus, l'avion était équipé d'un système d'extinction d'incendie au dioxyde de carbone.
Un turboréacteur Westinghouse J34-WE-7 (poussée 1361 kg) a été installé dans le fuselage avant. Cet emplacement a été choisi pour déplacer le centre de gravité du chasseur vers l'avant. Grâce à cela, l'épaule de l'empennage a augmenté. Un tuyau d'échappement de 1320 mm était relié à la sortie de la tuyère du moteur; le tuyau et le moteur étaient recouverts d'une couche de laine de fibre de verre et de papier d'aluminium pour réduire le transfert de chaleur. De plus, l'air provenant de l'admission d'air soufflait à l'extérieur du moteur. Si la vitesse freestream dépassait 250 km/h, la turbine du moteur s'autorotait, ce qui permettait d'exclure le défilement du turbocompresseur lors du démarrage depuis l'avion porteur. L'accumulateur Willard BB 206 / V a été utilisé pour l'allumage.
Au cours de la conception, plusieurs options pour attacher un chasseur ont été envisagées, notamment l'utilisation d'un long câble avec une boucle à l'extrémité. Le chasseur, après la capture, a été attiré dans la soute à bombes. Cependant, en raison du laxisme du câble, il y avait une possibilité de collision entre le porte-avions et le chasseur en train d'être remonté. Pour éviter de telles situations, un trapèze rigide de conception complexe a été choisi comme dispositif d'accrochage, qui a éloigné le chasseur parasite du fuselage du porte-avions, minimisant ainsi le risque de collision.
Le dispositif d'accrochage qui a été installé sur le chasseur est un crochet en acier rétractable équipé d'un support de sécurité à ressort. Pour se détacher du support, la tête du crochet a été tournée. L'entraînement de nettoyage est électrique. Le système de suspension a été conçu sur la base d'un dispositif similaire précédemment utilisé sur les dirigeables Makon et Akron. La tête du crochet en position déployée se trouvait dans le champ de vision du pilote au-dessus de l'avant de la voilure.
L'étanchéité de l'habitacle se reflète également dans la configuration du tableau de bord. Le minimum d'instruments requis y était installé: navigation - indicateurs d'un gyrocompas et d'un radiocompas automatique (ARC); voltige - indicateur de vitesse, accéléromètre et altimètre; dispositifs de commande du moteur - indicateurs de température de la turbine, de la vitesse du turbocompresseur, de la pression du carburant et de la jauge de carburant. Il y avait aussi un manomètre dans le cockpit. Afin que le pilote ne se blesse pas aux jambes lors de l'éjection, le tableau de bord a été riposté avec la verrière du cockpit. L'équipement radio du combattant en série "parasite" était censé se composer d'une station radio VHF AN/ARC-5 et d'un radiocompas AN/APN-61. L'antenne de la station radio devait être placée à l'extrémité de la quille supérieure gauche. Il n'y avait pas d'équipement radio sur les prototypes.
Pour assurer la sécurité incendie, le câblage de l'avion a été escamoté dans des boîtiers et des manchons ignifuges. Il y avait des connecteurs dans la coque d'admission d'air et dans le crochet de suspension pour connecter une alimentation externe.
Le système de contrôle du roulis n'avait pas de surpresseurs hydrauliques. Les ailerons sont du type habituel, avec trims réglables en vol et compensation aérodynamique. Le contrôle du canal de tangage, contrairement à celui-ci, était organisé d'une manière très particulière - en raison de la déviation différenciée de quatre surfaces de direction situées en travers. La loi de déviation des gouvernes était basée sur le même principe que pour les avions à queue en forme de V: lors du pédalage, elles déviaient dans différentes directions et lorsqu'elles donnaient une poignée - dans une direction. Un mécanisme de différenciation original a été installé dans le canal de commande des surfaces de la queue. Les safrans étaient également équipés de trims réglables en vol. L'ajustement était particulièrement important, car l'alignement du chasseur changeait beaucoup à mesure que le carburant s'épuisait.
L'armement du XF-85 Goblin se composait de quatre mitrailleuses légères Colt Browning M-3 de 12,7 mm. Munitions - 300 cartouches par baril. Sur les prototypes, les embrasures des armes étaient fermées avec des surcouches. L'installation d'une mitrailleuse cinéma-photo a également été prévue. Il était prévu que les mitrailleuses seraient par la suite remplacées par des canons Ford-Pontiac M-39 de calibre 20 mm. Le rechargement de l'arme a été effectué à l'aide d'un système pneumatique, dont l'air était prélevé sur le compresseur du moteur.
Avant le début des essais en vol, en raison d'un épaulement clairement petit et d'une zone de queue verticale insuffisante, une paire de quilles fixes supplémentaires a été installée sur les deux prototypes - en dessous et au-dessus du cône de queue. Cette solution a permis d'augmenter la stabilité de la voie. Sous le fuselage, il y avait un frein aérodynamique réalisé sous la forme d'un volet à déviation hydraulique. Le contrôle était effectué par un curseur situé sur la manette des gaz. En dépassant la vitesse de 900 km/h, le volet était automatiquement braqué. Lorsque la vitesse est tombée en dessous de 297 km/h, les lamelles automatiques ont été déviées. L'entraînement se fait via un engrenage à vis sans fin, électromécanique.
À la demande d'un représentant de l'armée de l'air, des dispositifs d'atterrissage primitifs ont été installés sur l'avion, qui, lors de l'atterrissage au sol, étaient censés éviter les dommages. Ils se composaient d'un ressort-ski fortement saillant plié à partir d'une bande d'acier et de deux petits talons d'acier installés aux extrémités de l'aile.
Le 2 juin 1946, la maquette en bois du chasseur et son trapèze suspendu sont présentés aux représentants du client. Le 8 juin, l'Air Force commande 2 prototypes d'avions et un planeur pour des essais statiques. Tous n'avaient pas d'équipement électronique ni d'armes. Fin 1946, le premier prototype du Goblin, construit avec le plus grand soin et dans les plus brefs délais, a été livré de l'usine pilote McDonnell à St. Louis, Missouri à Moffett Field AFB (Californie) pour être purgé dans un vent de la NASA. tunnel… Cependant, pendant le transport, le prototype a subi un gros revers - lors du chargement sur une remorque, en raison d'un mauvais élingage, l'avion est tombé et est tombé sur le béton d'une hauteur de trois mètres. La chute a gravement endommagé le nez, le moteur et le réservoir de carburant. Le premier Goblin a été renvoyé à St. Louis pour être remis à neuf. Les tests se sont poursuivis sur le deuxième prototype.
Le programme de chasseurs hors-bord McDonnell a suscité un tel intérêt parmi les représentants des clients que Convair a été chargé d'équiper tous les bombardiers B-36 de production (à commencer par 23 machines) d'un trapèze pour le Goblin. De plus, 10% de ces bombardiers devaient être produits dans la version de porte-avions "propres" capables d'embarquer trois ou quatre chasseurs "parasites". La première série de "Goblin" devait être composée de 100 voitures. De plus, il y avait un projet pour le convertir en avion de reconnaissance portable (il était incorporé dans le système FICON, l'avion de reconnaissance républicain F-84F basé sur le porte-avions GRB-36). Les purges ont été achevées au début de 1948. D'après leurs résultats, il est devenu évident que les lattes sont inefficaces et qu'à l'état relâché, le crochet réduit la stabilité de la voie de 75 %. En effet, le crochet à grande vitesse pour fosse à ciel ouvert agit comme une plaque à flux croisés. L'angle de déflexion des lattes a été augmenté, le crochet a été fixé en position libérée, le puits du crochet a été fermé avec un carénage. Après avoir terminé les améliorations, la voiture a été livrée à la base aérienne de Muroc Dry Lake. Là, il était déjà attendu par le bombardier EB-29, portant son propre nom "Monstro", reconverti en porte-avions.
Cet avion était en service, mais n'a pas pris part aux hostilités. Au moment où il a été converti en porte-avions XF-85, il avait volé 180 heures. La principale modification a été l'agrandissement de la soute à bombes arrière et l'installation du trapèze repliable McDonnell. En plus de la boucle de suspension, cette conception avait un collier de levage qui, à l'état abaissé, couvrait l'arc du "Goblin", l'empêchant de se balancer. Le trapèze en position sortie est descendu de 3,2 mètres. Dans la soute à bombes arrière était également équipé d'un poste de contrôle de trapèze pressurisé, et à proximité d'une "salle d'attente" - l'endroit où le pilote Goblin attendait le signal.
L'opérateur est resté en contact avec le pilote du XF-85 "Goblin" à l'aide d'une radio VHF de faible puissance pendant le décrochage-ramassage. Pour filmer et photographier le processus de lancement et de réception du "Goblin" à bord, des caméras et des caméras ont été installées sur la surface inférieure de l'aile du transporteur. La queue du "Monstro", pour augmenter la visibilité, était peinte en jaune vif, le bas et le haut des ailes étaient recouverts de larges rayures jaunes et noires. Pour que lors du décollage, le chasseur, suspendu sous la soute à bombes de queue en position semi-encastrée, ne heurte pas accidentellement la surface de la piste, le support de queue du Monstro a été allongé. Comme l'autorisation de l'ancien bombardier était insuffisante, le "Goblin" a été chargé par la fosse. Tout d'abord, un combattant a été conduit dans la fosse sur un chariot, puis le transporteur l'a heurté par le haut, a abaissé le trapèze et a effectué le ramassage. Le seul pilote d'essai recruté dans le programme d'essai du Goblin était Edwin Skosh, pilote en chef de la McDonnell Company, un ancien pilote de l'US Navy.
Début juin 1948, le Monstro effectua ses premiers vols avec à son bord le XF-85 Goblin. Après la première ascension, Ed Skosh a insisté sur un détachement et un vol indépendant, il est littéralement tombé amoureux d'un nouveau chasseur, et il semble que l'avion ait rendu la pareille; aucune des nombreuses situations d'urgence survenues lors des tests ne s'est terminée de manière tragique. Lors des premiers vols, le moteur Goblin a été vérifié et testé. De plus, une procédure de pré-vol a été élaborée: dans un premier temps, le « Goblin » est descendu sur le trapèze, le pilote a dû quitter la « salle d'attente » scellée par le sas, emprunter un étroit chemin métallique non clos jusqu'au cockpit du combattant, qui a de nouveau été tiré dans le compartiment, monte à l'intérieur sans escabeau, ferme la lanterne et seulement après cela, il est en relative sécurité. La situation dans le compartiment à bombes du B-36 aurait été un peu plus facile, car il était fermé par le bas par des volets, mais ils étaient absents sur le Monstro, et le chemin vers le cockpit depuis la "salle d'attente" était difficile et dangereux.
Le 23 août 1948, le Goblin effectua son vol inaugural. Le dételage a été effectué à une vitesse de 320 km/h à une altitude de 6,1 km. Le pilote a tourné la tête du crochet de suspension, le XF-85 a coulé de 40 mètres alors que le moteur était en mode. Après cela, le chasseur est entré en vol actif. Ed Skosh a vérifié les données de vol du Goblin pendant 10 minutes dans la plage de vitesse de 290 à 400 km/h. après cela, il a tenté de s'amarrer au trapèze, mais sans succès. Il s'est avéré que le système de contrôle du moteur était trop insensible pour un contrôle précis de la vitesse. De plus, les turbulences créées derrière le trapèze abaissé ont poussé l'avion vers le bas. De plus, il était difficile pour le pilote de déterminer la distance à l'oreille du trapèze. Skosh lui-même a admis que l'ophtalmomètre avait complètement échoué et qu'il lui semblait parfois qu'il fermait un œil. Les tentatives pour naviguer dans les rayures sur la queue et l'aile du "Monstro" n'ont pas non plus aidé. Lors de la deuxième manche, en raison de la grande différence de vitesse, le "Goblin" a frappé le trapèze avec une lanterne et l'a brisé. Le pilote, qui a perdu son casque et son masque à oxygène, s'est assis sur un ski à ressort dans le désert avec un carburant presque complètement épuisé. Le kilométrage était de 400 mètres, à l'atterrissage, la voiture n'a pas été endommagée. Sur la base des résultats de ce vol, il a été conclu que la contrôlabilité était insuffisante dans le canal de tangage.
Pour améliorer la maniabilité, le compensateur de tangage et la déflexion de la gouverne de profondeur ont été augmentés. Pour un contrôle supplémentaire des systèmes "Monstro" les 11 et 12 octobre, a soulevé deux fois le "Goblin" dans les airs sans se désaccoupler du trapèze. Le deuxième vol indépendant a eu lieu le 14 octobre. Skosh Après le dételage, il a fait toute une cascade d'évolution sur le chasseur, vérifiant le taux de montée, la maniabilité, la stabilité du parcours et les caractéristiques d'accélération. Le Goblin était supérieur à n'importe quel chasseur de l'époque en termes de performances de vol. Le principal avantage du nouveau chasseur était son rapport poussée/poids élevé - environ 0,8 avec ½ capacité de carburant. On ne pouvait que rêver d'un tel rapport poussée/poids dans les années 1940, car les moteurs à réaction de l'époque avaient une masse importante, une faible poussée et une consommation de carburant importante.
Ainsi, le XF-85 Goblin a surpassé tous ses contemporains en termes d'accélération et de taux de montée. Cependant, l'avion a commencé à montrer son tempérament: la voiture était assez difficile à piloter, ce qui la rendait inaccessible aux pilotes moyennement qualifiés. De plus, même après l'ajout de deux grandes quilles sous et au-dessus du fuselage arrière sur le parcours, la stabilité restait insuffisante car les deux quilles étaient dans l'ombre aérodynamique du fuselage, ce qui provoquait des oscillations de type "Dutch step" lors du piqué de l'avion.
À la fin du deuxième vol, le skosch a amarré avec succès le chasseur au trapèze dès la première approche, mais cette procédure peut être comparée à la "roulette russe", ce n'est que grâce à la chance que le ramassage a réussi.
Le lendemain, ils ont effectué deux autres vols. "Goblin" les deux fois amarré au "Monstro", mais Skosh a noté dans le rapport que la piste de vortex, qui s'étend derrière le trapèze abaissé, interfère avec le pick-up. Le 22 octobre, après le vol, Skosh, après 3 tentatives infructueuses d'accostage, s'assit dans le désert.
Pour neutraliser tous les facteurs négatifs, des mesures théoriquement calculées et bien pensées étaient nécessaires. Le deuxième prototype "Goblin" à l'Institut de Washington a été soufflé dans une soufflerie. Sur la base des résultats des purges, il a été décidé de moderniser les deux prototypes à Saint-Louis. Là, des carénages de la partie inférieure du crochet ont été installés sur les machines, qui, selon les calculs, étaient censés neutraliser l'effet du relâchement du crochet sur la stabilité de la voie. La longueur de l'oreille en crochet a été augmentée de 150 mm. Des quilles en flèche ont été installées aux extrémités de l'aile. L'avion est revenu à la base de Muroc Dry Lake à la fin de l'hiver 1948/49.
Le deuxième prototype Goblin a effectué son huitième vol le 8 mars 1949, après quoi le premier prototype a été connecté au programme. Lors du premier vol, il a subi une panne - un vent latéral fort a fait que l'avion a bâillé au lancement, s'est cassé le crochet et a gravement endommagé le trapèze, qu'ils n'ont pas pu retirer. Le Skosh a atterri dans le désert sans aucun problème, comme d'habitude. L'opinion du pilote sur le chasseur amélioré était positive.
Il a fallu environ un mois de plus pour restaurer le trapèze, et le 8 avril, le XF-85 Goblin a effectué son dernier vol. L'attitude de l'armée de l'air envers le programme à ce moment-là était déjà plutôt cool. Ed Skosh a essayé d'extraire les valeurs de performance maximales de l'avion pendant le vol. Cependant, le pick-up a de nouveau échoué et le testeur a dû à nouveau faire atterrir l'avion dans le désert. Le programme XF-85 a été annulé en mai 1949. C'est en vain que les représentants de l'entreprise et le pilote d'essai ont soutenu que lors des essais, le chasseur portable présentait moins de défauts par rapport à tout autre prototype d'avion de combat.
Les principaux problèmes ont été causés par un trapèze en treillis peu pratique, à la suite duquel un petit avion a été impitoyablement projeté dans différentes directions. De manière proactive, McDonnell a rapidement présenté à l'Air Force un trapèze de tirage avec une tige d'échappement télescopique, qui a saisi le crochet du Goblin à 20 mètres sous le porte-avions en dehors de la zone de turbulence, puis l'a tiré vers la poignée principale. En outre, des options pour le développement du XF-85 Goblin étaient en cours d'élaboration - un avion avec une aile en flèche et une vitesse de M = 0,9, ainsi qu'un avion transsonique avec une aile deltoïde. Cependant, ces projets ne sont pas allés au-delà des dessins. On connaît également d'autres tentatives pour créer un chasseur « parasite » aéroporté, mais contrairement au projet McDonnell, même les prototypes n'ont pas été créés.
Après l'apparition des systèmes de ravitaillement en vol, ces chasseurs n'étaient plus nécessaires. Goblin a dépensé 3 211 000 $ pour le programme XF-85, et même les sceptiques les plus purs et durs ont dû admettre que McDonnell était le meilleur pour gérer le problème. Le point faible n'était pas l'avion, mais les conditions de lancement et d'atterrissage du chasseur. Les deux "Goblins", contrairement à la plupart des prototypes, ont survécu, probablement en raison de leur apparence originale et esthétique. En 1950, ils sont rachetés à l'entreprise par des musées de l'aviation: le premier prototype est acquis par un musée privé, qui transfère plus tard l'avion à l'American Air Force Museum de Dayton (Ohio), le second à la base aérienne d'Offut (Nebraska) et est exposé au Musée du Commandement Aérien Stratégique…
Caractéristiques techniques du vol:
Longueur - 4,53 m;
Hauteur - 2, 56 m;
Hauteur avec aile repliée - 3, 32 m;
Envergure - 6, 44 m;
Superficie de l'aile - 9, 34 m²;
Poids à vide - 1696 kg;
Masse normale au décollage - 2194 kg;
Le volume des réservoirs de carburant est de 435 litres;
Type de moteur - 1 turboréacteur Westinghouse J34-WE-22;
Poussée non forcée - 1361 kgf;
Vitesse de croisière - 689 km / h;
Vitesse maximale - 1043 km / h;
Taux de montée - 63,5 m / s;
Durée du vol - 77 minutes;
Rayon d'action de combat - 350 km;
Plafond de service - 15520 m;
Armement - quatre mitrailleuses de 12, 7 mm;
Munitions - 1200 cartouches;
Équipage - 1 personne.
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