Столетняя история «летающего крыла»
Шрифт:
В конце 50-х годов на смену F-102 пришел новый истребитель-перехватчик Конвэр F-106 "Дельта Дарт" ("Треугольный дротик"). Благодаря более мощному двигателю Пратт-Уитни J-75 и улучшенной аэродинамике он развивал скорость М = 2, что соответствует 2136 км/ч на высоте 10700 м. Новая электронная система управления полетом не только обеспечивала автоматический перехват цели, но взлет и заход на посадку также могли происходить без участия летчика, по командам от наземных станций.
Разработка F-106 началась почти одновременно с проектными работами по "Дельта Деггер". Предполагалось, что это будет усовершенствованный вариант F-102A, отличающийся лишь более сильным двигателем. Поэтому первоначально самолет фигурировал под обозначением F-102B. Однако в ходе проектирования машина аккумулировала в себе столько
Как отмечалось, F-102 модифицировался под "правило площадей", так сказать, в экстренном порядке, когда уже было построено два опытных образца и полным ходом шла подготовка к серийному выпуску. При создании же F-106 конструкторы, вооруженные накопленным опытом, смогли заранее предусмотреть все особенности аэродинамической компоновки сверхзвукового истребителя-"бесхвостки". Поэтому новый перехватчик, при той же, как у F-102 общей схеме, отличался большей "чистотой" и продуманностью форм. Носовая часть стала более вытянутой, "иглообразной". Воздухозаборники перенесли назад, к основанию крыла. Это не только уменьшило длину воздуховодов, но и улучшило обзор из кабины. С боков сопловой части фюзеляжа исчезли бульбообразные наросты, необходимые у F-102 для плавного перехода площади поперечных сечений — краеугольного камня "правила площадей". Вместо этого на F-106 увеличили диаметр сопла и изменили форму киля; очертания и размеры крыла остались без изменений.
Первый вылет на F-106A произошел на следующий день после Рождества — 26 декабря 1956 г. В феврале 1957 г. начались испытания второй машины, уже с вооружением. Чрезвычайно сложная электронная система наведения и управления огнем, а также еще "сырой" ТРД J-75 потребовали длительных доводок, поэтому испытания затянулись на два года и в части самолет стал поступать только в 1959 г. 15 декабря 1959 г. Д.Роджерс установил на нем абсолютный рекорд скорости — 2456 км/ч. Этот рекорд продержался три года.
F-106 имел радиус действия 790 км, скороподъемность у земли 217 м/с, практический потолок 17400 м. В отсеке вооружения самолет мог нести одну неуправляемую ядерную ракету и 4 УРС "Фалкон".
До конца 1960 г. было изготовлено 340 F-106, из них 63 — двухместных (F-106B). Они стояли на вооружении ПВО США до середины 80-х годов, когда их заменили на истребители нового поколения F-15 и F-16. Так что F-106 вполне можно отнести к самолетам-'долгожителям".
Самолеты F-106 многие годы находились на вооружении ПВО США.
Небезынтересно сравнить аэродинамические характеристики "бесхвостки" F-106 и другого истребителя "сотой" серии — F-105, построенного по "классической" схеме. Согласно данным, приведенным в книге сотрудника НАСА Л.Лофтина, F-106A имел вдвое меньший коэффициент минимального лобового сопротивления — 0,0083 (у F-105G — 0,017 ).[16] По весу самолеты были близки, на них стоял один и тот же двигатель и, казалось бы, более "аэродинамичный" F-106 должен быть и более скоростным. Однако машины имели практически одинаковую максимальную скорость. Объясняется это тем, что из-за ограничения по посадочной скорости площадь крыла "бесхвостки", имеющей, в силу специфики данной схемы, меньший Су пос, должна была быть больше. А с увеличением площади, как известно, растет и лобовое сопротивление. Если учесть, что у F-105 площадь крыла равнялась 35,8 м^2, а у F-106 — 64,8 м^2, то становится понятным, почему оба самолета развивали одинаковую максимальную скорость. Так что малый коэффициент лобового сопротивления — это еще не все...
Одновременно с постройкой "сухопутных" истребителей фирма Конвэр предприняла попытку создать, используя ту же аэродинамическую схему, сверхзвуковой гидросамолет — XF2Y-1 "Си Дарт" ("Морской дротик"). Проектирование его началось в январе 1951 г. по контракту с авиационно-техническим управлением ВМС США.
Было ясно, что обычные поплавки создают слишком большое сопротивление и не позволят выйти на сверхзвук. Инженеры "Конвэра" нашли оригинальное решение:
самолет решили поставить на две плоские гидролыжи, убирающиеся после взлета в ниши в фюзеляже. Благодаря герметичному фюзеляжу "Си Дарт" мог находиться на плаву до тех пор, пока не достигнет скорости, при которой действующие на лыжи гидродинамические силы "вытолкнут" корпус самолета из воды.Экспериментальный образец гидроистребителя был спущен на воду залива Сан-Диего в конце 1952 г. 9 апреля следующего года ведущий летчик-испытатель фирмы Конвэр Э.Шэннон совершил на нем первый полет.
Самолет был снабжен двумя ТРД Вестингауз J-34 с тягой по 1540 кгс. Для предотвращения попадания воды в двигатели при движении по воде их установили в верхней части фюзеляжа, над крылом. Разбег самолета составлял почти 2 км, но это было не страшно — океан, в отличие от аэродрома, безграничен. Скорость отрыва от воды составляла 230 км/ч.
3 августа 1954 г. Чарльз Ричборг на втором XF2Y-1 с двигателями Вестингауз J-46 (тяга на форсаже — 2720 кгс) в пологом пикировании преодолел "звуковой барьер". Это давало основания надеяться, что в скором времени удастся превысить скорость звука в горизонтальном полете. Руководство ВМС уже подготовило контракт на постройку 12 предсерийных гидроистребителей. Но все планы спутала катастрофа, случившаяся 4 ноября 1954 г. во время демонстрации XF2Y-1 №2 представителям прессы. Во время полета на небольшой высоте со скоростью около 900 км/ч самолет вдруг начал сильно раскачиваться в вертикальной плоскости и разломился на части. Ричборг не смог катапультироваться и погиб. Причиной случившегося сочли резонансные колебания, возникшие в результате случайной раскачки самолета пилотом, управлявшим рулями с помощью весьма еще несовершенной бустерной системы необратимого типа.
После катастрофы ВМС сократили заказ до 3 машин. Из них летала только одна. Выполнять испытания на максимальную скорость не рисковали, вместо этого отрабатывалась техника взлета и посадки в открытом море. Из-за сильных вибраций при движении по волнам это оказалось очень непростым делом. Б.Лонг, принимавший участие в этих испытаниях, пишет: "Во время разбега при высоте волн всего в два дюйма я испытывал перегрузку в 5,5 д, возникающую с частотой 15—17 раз в секунду. Из-за такой вибрации я почти ничего не видел и для взлета почти вслепую тянул на себя ручку управления и перемещал дроссель двигателей на форсажный режим."[17] Что же говорить об ощущениях летчика во время движения при большой волне!
"Си Дарт ''— попытка создания сверхзвукового гидросамолета.
Чтобы уменьшить вибрации, вместо двух лыж на самолете установили одну, придав ей в поперечном сечении V-образную форму. Тряска при разбеге и пробеге стала заметно слабее, но возникли проблемы с обеспечением поперечной устойчивости при глиссировании на малых скоростях.
Испытания XF2Y-1 продолжались до конца 1957 г., было выполнено около 300 рулежек и полетов. Из-за сложной техники взлета и посадки и сомнениях в его способности выходить на сверхзвук самолет в конце концов признали непригодным для практических целей. Сейчас один из "Си Дартов" можно видеть в Аэрокосмическом музее в Сан Диего, другой находится в запасниках Национального аэрокосмического музея США (Вашингтон).
Наиболее дорогостоящей и технически сложной "бесхвосткой" фирмы Конвэр стал сверхзвуковой бомбардировщик В-58 "Хаслер" ("Энергичный"). Проектные работы по нему развернулись в начале 50-х годов, после объявления ВВС конкурса на дальний сверхзвуковой носитель ядерного оружия.
Создание сверхзвукового бомбардировщика являлось намного более сложной технической задачей по сравнению с разработкой сверхзвукового истребителя-перехватчика. Помимо малого волнового сопротивления и большой тяги двигателей от бомбардировщика требовались значительно большие дальность и грузоподъемность. Кроме того, из-за трения и сжатия воздуха в скачках уплотнения при продолжительном полете со сверхзвуковой скоростью конструкция самолета нагревалась, поэтому необходимо было предусмотреть защиту внутренних систем и оборудования от перегрева.