Авиация и Время 2012 01
Шрифт:
Макет самолета 303Е
Почему флот изначально планировал создание самолета с изменяемой стреловидностью крыла? Во-первых, требовалось обеспечить самолету с большой взлетной массой приемлемые для авианосца взлетно-посадочные характеристики. Во-вторых, на новую машину возлагали широкий круг задач и, следовательно, была необходима многорежимность. На тогдашнем уровне развития аэродинамики и других авиационных наук альтернативы крылу изменяемой стреловидности (в дальнейшем — КИС) практически не было. Вспоминается высказывание неназванного американского инженера по поводу КИС. Мол, мы КИС изобрели, а русские на это «купились», создав целое поколение
Кроме того, Пилихеч планировал превзойти по маневренности лучший, по его мнению, истребитель того времени МиГ-21. Зарубежная пресса писала, что в конце 1960-х гг. на Парижском авиасалоне Пилихеч даже обращался к советским коллегам с просьбой поделиться информацией об этом истребителе (видимо, речь шла о его точных геометрических данных). По понятным причинам конструктору пришлось полагаться на собственные силы. При его непосредственном участии была сделана модель «двадцать первого» для продувок в аэродинамической трубе. Ее изучение помогло точнее определить параметры будущего «Томкэта» и в конечном итоге создать тяжелый истребитель, по маневренности не уступавший МиГ-21 (по мнению американцев).
В целом, во время предварительного проектирования удалось проработать около 6000 компоновок. Большая часть из них предполагала использование КИС, но были варианты и с фиксированным крылом. Причем эту работу провели в довольно сжатые сроки — с июня 1968 г., когда ВМС США объявили конкурс, по январь 1969 г., когда была «заморожена» первоначальная компоновка опытной машины.
По выражению самого Пилихеча, он располагал семнадцатью сотнями инженеров, которые готовы были «пихать, толкать и сжимать», собирая самолет воедино.
А «пихать и сжимать» было что. Так, количество оборудования, которое надо было втиснуть в объемы фюзеляжа, не оставляло шансов на внутренние пустоты. А ведь было еще и топливо. Интуитивно Пилихеч увеличил его запас, в сравнении с заданным, почти на тонну. Причем не сильно афишируя этот факт перед командованием ВМС. Впоследствии, общаясь со строевыми пилотами F-14 на борту авианосца, конструктор убедился в своей правоте. Летчики говорили ему: «Мы любим F-14 его огромный запас топлива — ради жены и детей».
В январе 1969 г. военным были представлены два варианта будущего истребителя: VFX-1 с двигателями от F-111 и VFX-2 с перспективными «моторами», разрабатываемыми по программе ATE (Advance Technology Engine). В целом, военных устроил первый вариант, и 3 февраля 1969 г. с фирмой был подписан контракт на постройку 12 летных опытных машин и 26 самолетов первой серии. Оба варианта базировались на проекте с заводским шифром 303Е, который, в свою очередь, являлся развитием проекта 303-60 — двухдвигательного высокоплана с КИС и однокилевым хвостовым оперением. Уже после утверждения проекта инженеры стали компоновать ранее разработанные варианты 303Е и 303F (последний имел фиксированное крыло и двухкилевое хвостовое оперение), в результате чего будущий F-14 получил два киля и стал значительно ниже, что для корабельного самолета было очень важно.
Двигатель TF30-P-412
Сопло двигателя TF30-P-412 в закрытом и полностью открытом положениях
Антенна радара системы управления оружием AN/AWG-9
Одной из серьезнейших инженерных задач в процессе создания самолета стала разработка крепления подвижной части крыла. Конструкторы знали, что в процессе испытаний F-111
было потеряно несколько самолетов из-за разрушения этого узла. Созданный по технологиям начала 1960-х гг., имевший сборную конструкцию из стали на болтах, узел не выдерживал нагрузок. Поэтому «груммановцы» пошли другим путем. Центральная поперечная балка длиной 6,7 м и массой 940 кг имела цельносварную конструкцию из 33 деталей, выполненных из титанового сплава 6А1-4V. Для производства этого архиважного узла фирме пришлось закупить несколько специальных электросварочных аппаратов стоимостью по 1 млн. долларов каждый. В результате F-14 получил надежное крепление подвижных частей крыла, чем не могли поначалу похвастать другие самолеты с КИС. К примеру, доводка бака-отсека № 2, к которому крепились подвижные части крыла МиГ-23, заняла несколько лет, но и после этого трещины по сварным швам нет-нет да и возникали.При статических испытаниях поперечная балка F-14 разрушилась, отработав под нагрузкой 23760 ч — почти вчетверо больше первоначально назначенного ресурса. Титановая конструкция оказалась к тому же еще и на 500 кг легче аналогичной стальной. Справедливости ради стоит отметить, что в последние годы эксплуатации «Томкэта» трещины по сварным швам все-таки появлялись, и с каждым годом — все чаще и чаще. При этом первоначальный ресурс планера в 6000 ч был продлен сначала до 7200 ч и окончательно — до 7500 ч налета, т. е. не так уж и намного.
Определенный интерес представляет и система управления поворотом крыла. Ручное управление, свойственное большинству самолетов с КИС того времени, присутствовало и на F-14. Но как резервное. Основную роль играла автоматическая система управления, отвечавшая за положение и крыла, и его механизации. До 0,4М система обеспечивала угол стреловидности крыла в 22°, в диапазоне 0,5–0,9М он варьировался между 20° и 50°. При этом для обеспечения максимальной угловой скорости разворота самолета предкрылки отклонялись системой на угол около 7°, а закрылки — на 10°. Выбор угла стреловидности крыла и положения механизации осуществлялся по данным системы воздушных сигналов в зависимости от числа М и угла атаки. Поскольку F-14 изначально разрабатывался как многоцелевой истребитель, в систему управления крылом был также введен режим BOMB (думаю, перевод не требуется). В этом режиме после взлета крыло фиксировалось в положении 55°. Угол стреловидности 68° предусмотрели для полетов с максимальной сверхзвуковой скоростью.
Вообще же, проект F-14 представлял собой сгусток инноваций. Широкое использование титана, на долю которого приходится более 24 % массы конструкции (даже в гидросистеме первоначально использовались только титановые трубопроводы), бороэпоксидная обшивка стабилизатора (кстати, это первый случай практического использования композиционных материалов в авиации), аэродинамически несущий фюзеляж, создававший до 40 % подъемной силы, так называемые ирисовые 1*сопла двигателей. А уж о комплексе БРЭО и говорить не приходится. Запредельные для конца 1960-х гг. дальности обнаружения цели и пуска ракет, одновременное сопровождение 24 целей и пуск по шести наиболее важным. И все это с механическим, а не электронным сканированием луча. Под стать был и «главный калибр» — управляемые ракеты AIM-54 Phoenix с официальной дальностью пуска 100 морских миль (более 185 км).
При всей новизне и невероятно высоком темпе разработки создание истребителя прошло относительно гладко. Конечно, многие составляющие этого боевого комплекса начали разрабатывать задолго до начала постройки F-14. Так, использовались некоторые технологии, отработанные при создании F-111B. Двигатели TF30 конструкторы компании Pratt amp;Whitney проектировали еще в конце 1950-х гг. под барражирующий перехватчик Douglas F6D Missileer. Для него же создавали ракету Bendix ХААМ-10 Eagle, и многие отработанные на ней решения нашли воплощение в «Фениксе». Система управления оружием AN/AWG-9 изначально разрабатывалась для несостоявшихся «трехмаховых» перехватчиков Lockheed YF-12 и North American XF-108, а в ее основе также лежала система AN/ ASG-1 для того же «Миссайлера».
Но заслуг инженеров фирмы «Грумман» все вышеперечисленное нисколько не умаляет. Им тоже пришлось немало потрудиться. Достаточно сказать, что в процессе проектирования было отработано около двух тысяч конфигураций и четырехсот комбинаций воздухозаборников и реактивных сопел. По воспоминаниям одного из летчиков-испытателей фирмы Чарли Брауна (Charlie Brown), группа конструкторов, занимавшаяся проектированием воздухозаборников, столкнулась с серьезными трудностями в этой работе. Боковые воздухозаборники ковшового типа с горизонтальным клином на фирме проектировали впервые.