Geschiedenis van de vliegende vleugels van "Jack" Northrop
De Saga van de Vliegende Vleugels Northrop
John Knudsen Northrop (die later "Jack" Northrop zou worden genoemd) had in 1913 de school verlaten met een eenvoudig diploma. In 1916, op zijn twintigste, werkte hij als automechanicus in Santa Barbara, niet ver van een atelier waar de broers Allan en Malcom Loughead (wiens naam spoedig zou worden herschreven naar Lockheed) de ontwerpen maakten voor hun toekomstige watervliegtuig, de F-1. Opgemerkt door de twee broers, werd de jonge Northrop snel opgenomen in het team en omgedoopt tot "huisingenieur". In 1927 vloog voor het eerst een hooggeplaatste enkelmotorvliegtuig ontworpen door de jonge Northrop, zonder staartvleugels, de beroemde Lockheed Vega, die zeer populair was bij beroemde piloots zoals Amelia Earhart en meteen een groot commercieel succes had. Het vliegtuig kon vier passagiers vervoeren met een snelheid van 170 km/h over een afstand van 900 kilometer. Later stichtte Northrop zijn eigen bedrijf. Al vroeg in de oorlog overwoog Northrop het voordeel van vliegtuigen zonder staart en romp. Zo ontwikkelde hij de N-1M. Dit toestel hebben veel van jullie gezien, omdat het diende als model in een scène uit de film "De Avonturen van de Verloren Ark":
De Northrop N-1M (1940)
Twaalf meter spanwijdte, twee motoren van 65 pk, gemaakt van mahoniehout, was de N-1M bedoeld om de mogelijkheden van vliegende vleugels te onderzoeken. Een "variabele geometrie" toestel kon de neiging en de hoek van de vleugelvinnen (hier in neergelaten positie) op de grond worden aangepast tijdens de voorbereiding op het vliegen. Voordat het toestel werd gebouwd, voerde Northrop proeven uit in een grote danszaal in Pasadena. Hij liet een model van 35 cm vanaf een balkon op het hoogste punt vallen en begon zijn nauwkeurig geëquilibreerde model te testen op de mogelijkheid om uit een duik te keren. Von Karman, de aerodynamica die later beroemd zou worden, nam aantekeningen in de zaal.
- Aangezien het model altijd weer normaal vloog voordat het de grond raakte, vertrokken we gerustgesteld.
De N-1M werd dus gebouwd en er werden vliegproeven uitgevoerd.
De Northrop N-1M met uitgeklapte vleugelvinnen.
Ondanks een redelijk zwak motorvermogen had het eerste toestel een bevredigend gedrag. Northrop gaf zijn oorspronkelijke idee van neergelaten vinnen op, mogelijk geïnspireerd door het zien van vogels in de lucht. In de drie jaar die volgden kregen de machines hun slanke vorm, zoals de N-9M die in 1943 ruim honderd vluchten maakte.
De Northrop N-9M in de lucht, 1943
In feite was dit een vliegend model van een gigantisch langeafstandsbommenwerper. Dit toestel kon 400 km/h bereiken en tot 6000 meter hoogte stijgen. Nadat Japan op 7 december 1941 Pearl Harbor had aangevallen, wilden de Amerikanen een project voor langeafstandsbommenwerpers uitwerken, zodat ze Japan konden bereiken vanuit verre positie. Zo ontstond het eerste onderdeel van het project: de YB-35 met vier motoren van elk drie duizend pk.
De Northrop YB-35 met acht tegenover elkaar draaiende propellers, voltooid in .... 1946. Spanwijdte: 52 meter (dezelfde als die van zijn opvolger, de B2)
Waarom zo’n vertraging bij de bouw van dit toestel? De redenen zijn meervoudig. Stabiliteitsproblemen en duikproblemen waren al op het niveau van het model op een derde schaal, de N-9M, opgedoken. Het toestel bleek zwaarder en minder slank dan gepland. In Europa, sinds 1944, kon men al basisvliegbases gebruiken om Duitsland te bombarderen met eenvoudige B-17’s. In de oorlog maakte de herovering van eilanden ten noorden van Japan het mogelijk voor de Superfortress B-29, die in de laatste dagen van de oorlog de eerste atoombommen zou vervoeren, om Japan te bombarderen. Daarnaast kwam het verschijnen van de eerste straalmotoren het einde van deze propellermotorisatie aan. In de VS was deze verandering, hoewel laat, snel en opvallend. Zo ontstond het project YB-49, een YB-35 met acht turbojets die voor het eerst in 1947 vloog.
De Northrop YB-49 octojet, het eerste Amerikaanse stille vliegtuig.
De proeven met de YB-49 gingen niet zonder moeilijkheden, al vanaf de eerste vluchten. Het zwakke punt van dergelijke toestellen was hun gedrag bij afstoting, een verschijnsel waarbij een deel van de vleugel zijn draagkracht verliest. Deze gebieden op deze vleugels zijn onstabiel en hebben de neiging om naar de uiteinden van de vleugels te migreren, wat directe duikbewegingen veroorzaakt. Daarom werd de YB-49 uitgerust met "fences" (afsluitingen), duidelijk zichtbaar op de foto die eindigt in ondoordringbare roeroppervlakken. Deze afsluitingen bereikten helaas niet tot de aanvliegrand en bleken dus ondoeltreffend bij het voorkomen van duikbewegingen.
Tijdens deze proeven ontdekten de Amerikanen het concept van onzichtbaarheid. Iedere keer dat het grote vliegende vleugeltoestel naderde aan de luchthaven waar het moest landen, konden de radarspecialisten het niet detecteren. Tijdens zijn vijfentwintigste missie ging het tweede prototype verloren. Aangezien het toestel zonder escorte vloog, kon de oorzaak van het ongeval niet worden vastgesteld. De luchtmacht eiste daarom aanvullende proeven op om de vlucht-eigenschappen, het gedrag bij afstoting en de capaciteit om uit een duik te keren te analyseren. Daar ging het mis. Eind 1948, tijdens een afstotingsproef op 9000 meter hoogte leek de YB-49 zich plotseling in de korte staart te krommen, waarna hij in een draaiende beweging naar beneden stortte als een dode blad. De piloot kon het toestel pas op 2500 meter hoogte terugwinnen. In militaire toepassingen bleek de vliegende vleugel een slechte bommenwerper te zijn vanwege de onstabiele vlucht. De doorsnee van de bommenafwijkingen op de grond was twee keer zo groot als die van de eervolle Superfortress.
De Oost-West spanning had in de VS het beroemde Strategic Air Command voortgebracht. Het probleem van het bezit van langeafstandsbommenwerpers kwam opnieuw naar voren. De luchtmacht koos toen voor de "Stratofortress" Convair B-36, een propellerbommenwerper, als eerste strategische intercontinentale bommenwerper:
Op één foto: de "Stratofortress B-36", de Northrop YB-49 en de Stratojet B-49.
In de voorgrond de Northrop YB-49, die werd opgegeven ten gunste van de Stratojet B-49, een viermotorige turbojet, als middellangeafstandsbommenwerper. Voordat langbereikraketten de overhand kregen, werden de B-52 uiteindelijk de B-36 opvolgen. Deze zien we in de beroemde film "Dr. Strangelove". Alle foto’s zijn afkomstig uit een speciaal nummer van AIR FAN nr. 57 van juni 1998. Aifan nanavia, 48 Bd des Batignoles, 75017 Parijs. De laatste, weinig bekende foto’s zijn bijzonder indrukwekkend. In 1949 was Harry Truman erg enthousiast over de vliegende vleugel YB-49. Hij vroeg dus tijdens een demonstratievlucht dat het toestel boven het Witte Huis vloog "zodat mensen konden zien wat ik wil kopen!" zei hij.
Op 15 februari 1949 vloog de YB-49 boven het Witte Huis.
De tweede foto toont elf van de dertien gebouwde YB-35, in de fase van omzetting naar hun motorisatie met acht Allison-turbojets. Deze foto is waarschijnlijk uit het begin van 1949. Maar uiteindelijk gingen alle toestellen, zowel omgebouwd als niet, tussen eind 1949 en eind 1953 naar de sloop. Zo eindigde de saga van de vliegende vleugels Northrop.
De mogelijke migratie van loslatingen van de luchtstromen, het fenomeen van afstoting, is kenmerkend voor alle schuin geplaatste vleugels. Alle "delta-vleugel" toestellen moeten op hun profiel een wervel creëren die deze migratie van loslatingen tegengaat. Oorspronkelijk werden schuine vleugels uitgerust met eenvoudige afsluitingen (in het Engels "fences"), zie figuur (a) (zoals bij onze "Caravelle"). Vervolgens kwamen vleugels met een ingesneden aanvliegrand (b), die een wervel creëerde die fungeerde als een "virtuele barrière". Bij Mirages en moderne deltas in het algemeen hebben de vleugels een soort "zaagrand" die hetzelfde effect heeft. Deze oplossingen waren onbekend toen Northrop zijn proeven uitvoerde, en duidelijk waren de voorgeseinde fences onvoldoende om duikbewegingen bij deze enorme vliegende toestellen te voorkomen. In (d) de oplossing die werd gebruikt bij de stille bommenwerper B2: een zaagrand aan de achterrand.
Voorkoming van duikbewegingen bij afstoting bij schuine vleugels.
Elf van de dertien YB-35 samen voor het aanpassen van hun motorisatie (turbojets)
In 1979 voelde de luchtmacht behoefte aan een bommenwerper met minimale radar-signatuur (stil). De vliegende vleugel leek toen de meest effectieve oplossing, en zo werd het beroemde B-2 Spirit in de Northrop-fabrieken opgezet:
De beroemde stille bommenwerper B2.
Spanwijdte: 52 meter. Bemanning: twee personen. Maximale startmassa: 160 ton. Geen na-branding. Praktische plafond: 15.000 meter, snelheid: 750 km/h. Afstand: 12.000 km met elf ton militaire last (16 kernbommen van twee megaton). De vreemde achterkant van de vleugel vertegenwoordigt de moderne oplossing voor de problemen die de YB-49 opleverde, een wervel die zich vormt bij het gebrek aan de achterrand, over de volledige "koord" op dat punt, waardoor migratie van loslatingen en duikbewegingen worden voorkomen. Bij een vleugel met zo’n grote spanwijdte is een verticale staart niet nodig (vogels hebben er geen). Toch is de vermeende lage snelheid van de B2 een raadsel. Deze snelheid is afgeleid van het vleugelprofiel, waarbij de rand relatief afgerond is, wat niet strookt met een supersonische ontwikkeling. Maar is de B2 werkelijk subsonisch? Er zijn veel geruchten over dit toestel. Als dit toestel hoge spanningen kon creëren langs een elektrode die over de aanvliegrand loopt, zou er een diffuse ontlading (glow discharge) kunnen ontstaan op dat punt, wat een "virtuele aanvliegrand" zou vormen en supersonische, zelfs hypersonische vlucht mogelijk zou maken.
De mogelijke virtuele aanvliegrand van de B2
De ontlading zou ook een beschermend plasma-cocon (tegen gerichte energiewapens) kunnen vormen. De zo ontstane ionisatie, die het hele profiel omsluit, zou dan geschikt zijn voor een functie die gebruikmaakt van de .. MHD. Dit alles zal in een toekomstig dossier worden behandeld.
Teller geïnitialiseerd op 23 okt 2001. Aantal bezoeken:
Link naar de Duitse vliegende vleugels uit de Tweede Wereldoorlog