Дмитрий Соболев
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ САМОЛЁТЫ РОССИИ
1912–1941 гг
Предисловие
Нередко встречаются утверждения, что отечественная авиация в основном шла по пути копирования зарубежных самолётов, что мы всё время догоняли западную технику. Это не так. На примере экспериментальных самолётов 1910-х - 1930-х годов видно, как много новых и оригинальных конструкций предложили отечественные изобретатели. Немало из них было воплощено на практике впервые в мире. В России и СССР созданы первые тяжёлые многомоторные самолёты, первые летательные аппараты схемы «летающее крыло», проведены первые опыты по дозаправке истребителей в полёте, по подцепке истребителя к бомбардировщику в воздухе, по взлёту самолётов с грунтового аэродрома с помощью ракетных ускорителей, по использованию гусеничного шасси и шасси на воздушной подушке, осуществлён ряд других приоритетных работ. Некоторые эксперименты так и остались достоянием истории, другие позднее получили широкое применение.
Изучение архивов позволило значительно пополнить сведения о наших экспериментальных самолётах, исправить неточности в публикациях по истории авиации, обнародовать неизвестные прежде проекты.
Прежде чем перейти к содержанию книги, следует определиться с терминами. Существуют экспериментальные, опытные и серийные самолёты. Экспериментальный самолёт - это аппарат, созданный для проверки в полёте новых научно-технических решений и не предназначенный для серийного выпуска. Это может быть специально построенный самолёт или модифицированная серийная машина. Кроме того, к экспериментальным логично отнести не перешедшие в ранг серийных опытные самолёты, отличающиеся высоким уровнем технической новизны.
В первые годы авиации, ещё до начала серийного производства, все самолёты были опытными или экспериментальными (разница определяется степенью оригинальности конструкции). В России построили немало непохожих на другие крылатых машин, но в книге речь пойдёт только о тех из них, которые, во-первых, могли летать, а, во-вторых, содержали в себе прогрессивные технические идеи, повлиявшие на прогресс авиации. Такого же принципа отбора материала я в основном придерживался и в последующем.
До Первой мировой войны стимулом к развитию отечественной авиации служили ежегодные конкурсы военных самолётов. Правда государственного субсидирования конструкторы не получали и создавали свои машины на собственные средства или при поддержке частных предприятий, но зато у них был шанс на госзаказ в будущем.
Во время войны основу воздушного флота составляли строившиеся у нас или закупаемые за границей французские самолёты. Только в 1917 г. царское правительство выделило средства на создание под Херсоном крупного научно-производственного авиационного центра, но из-за революционных событий построить его не удалось.
В 1918 г. большевики национализировали все авиационные предприятия. За годы гражданской войны они пришли в упадок, многие опытные авиационные специалисты эмигрировали. Поэтому в 1920-е годы была сделана ставка на иностранную (прежде всего, немецкую) помощь в создании авиации. Экспериментальное самолётостроение почти не развивалось, авиапромышленность денег на это не выделяла. А.Н. Туполев строил цельнометаллический АНТ-2 фактически не улице на полученные от ВВС средства, Б.И. Черановский изготавливал свои первые «летающие крылья» в планерном кружке «Парящий полёт» на деньги общественной организации «Авиахим».
Эпохой наибольшего благоприятствования для экспериментального авиастроения стали 1930-е годы - период индустриализации СССР. Убедившись в малоэффективности немецкой помощи, правительство решило развивать авиацию собственными силами. Было резко увеличено финансирование научных исследований (с 280 тыс. рублей в 1929 г. до 16 млн в 1930 г.), заработали специализированные научные центры, учебные институты. Активно развивалась изобретательская деятельность: в 1931 г. в Комитет по изобретательству поступила 25 471 заявка (в 1924 г. - 1835), из них около тысячи - в области авиации. К созданию и испытаниям экспериментальных самолётов подключили крупные государственные организации - ЦАГИ, ВВА, НИИ ВВС, СНИИ ГВФ, ЦИАМ, авиазаводы №№ 1, 22, 39, 156 и другие предприятия. Правда, в большинстве случаев заводы старались отказаться от экспериментальной тематики, уделяя все силы выполнению серийных заказов. Так, занимающееся стратосферными самолётами Бюро особых конструкций было вынуждено переехать с завода опытных конструкций ЦАГИ на московский самолётостроительный завод № 39, затем - на смоленский авиаремонтный завод № 35 и, наконец, в небольшое подмосковное КБ. Это замедляло темпы работ, сказывалось на качестве продукции, в условиях стремительного развития авиатехники многие идеи быстро теряли актуальность.
Репрессии 1937 г. нанесли серьёзный удар по научно-исследовательским работам в авиации. Были арестованы многие конструкторы-новаторы; среди героев книги это самолётостроители А.Н. Туполев, Р.Л. Бартини, К.А. Калинин, создатель первого в стране стратосферного самолёта В.А. Чижевский, разработчик ракетоплана С.П. Королёв, специалисты по автоматическому управлению летательных аппаратов Г.В. Коренев и А.В. Надашкевич.
Однако вскоре ситуация изменилась. Надвигалась большая война, требовалось срочное перевооружение на современную технику, денег на авиацию не жалели, и к 1940 г. появилось много новых конструкторских бюро, новых опытных и экспериментальных самолётов.
Авиационное руководство первое время поддерживало эти начинания. В отчёте за 1939 г. говорилось: «Основным тормозом развития экспериментальных работ и, в особенности, получения положительных результатов, является отсутствие должного внимания к этим работам НКАПа и УВВС. В системе НКАПа экспериментальные аппараты, как правило, лишены производственной базы…, а ряд объектов обеспечены маломощными базами и неукомплектованными конструкторскими коллективами…
Работа по постройке экспериментальных аппаратов там, где они обеспечены базой, ведутся в третью очередь и длятся годами (постройка БОК-7, БОК-11, ремонт геликоптера 11-ЭА с 1937 года и пр.), так, например, из 10 объектов согласно плана опытного строительства на испытания было предъявлено с большим запозданием только 2 объекта…
Для успешного развития работ по экспериментальным аппаратам и лучшего использования этих работ необходимо:
1. Обеспечить производственными базами и конструкторскими коллективами все экспериментальные объекты наряду с самолётами, включив их в план опытного строительства.
2. Обеспечить экспериментальные работы, как наиболее трудоёмкие и ответственные, высококвалифицированными кадрами инженерно-технического и лётного состава».
Но уже в марте 1940 г. вышел приказ о закрытии многих экспериментальных тем и расформировании занимающихся ими небольших конструкторских бюро. Причина заключалась в успешных испытаниях нового поколения боевых самолётов (истребители Як-1, МиГ-3, ЛаГГ-3, бомбардировщики Пе-2, Ту-2, штурмовик Ил-2). Вместо того, чтобы тратить деньги на «экзотику», было решено сосредоточить средства и силы на подготовке указанных выше машин к серийному выпуску. В то время это было правильное решение. Так закончился «золотой век» довоенного экспериментального самолётостроения.
В заключение отмечу, что подавляющее большинство авторов новых идей были очень молоды. Конструктору первого в мире многомоторного самолёта И.И. Сикорскому исполнилось всего 24 года, в том же возрасте занялся созданием ракетоплана С.П. Королёв. А.Д. Надирадзе спроектировал шасси на воздушной подушке в возрасте 26 лет, по 27 было Б.И. Черановскому и И.А. Меркулову, когда первый испытал планер «летающее крыло», а второй - прямоточные воздушно-реактивные двигатели в качестве ускорителей полёта. Авторы системы автоматической посадки самолёта Р.Г. Чачикян и моноплана с крылом изменяемой площади Г.И. Бакшаев занялись реализацией своих идей, когда им было по 28 лет. Молодость - время созидания, и это надо помнить при формировании научно-технической политики нашей страны.
Хочу выразить благодарность В.Г. Каркашидзе, Л.А. Кутузовой, Ю.В. Макарову, М.А. Маслову, И.А. Морозову, Г.Ф. Петрову, А.А. Симонову, О.Н. Солдатовой, Н.В. Якубовичу за помощь в сборе материалов для этой книги, а Генеральному директору ООО «Русавиа» С.Н. Баранову - за поддержку в её издании.
Первый самолёт с фанерной обшивкой крыльев
Первые самолёты имели простую и лёгкую конструкцию. Основным материалом служила древесина, обычно сосна или ясень, - из неё делали силовой набор крыла и фюзеляжа. Из металла изготавливали мотораму, систему управления, шасси, узлы крепления и расчалки. Для обшивки крыльев и оперения использовалось покрытое лаком полотно. Такая конструкция была лёгкой, но самолёты оказывались непрочными и недолговечными.
В течение длительного времени американская авиационная промышленность изучала проблематику летательных аппаратов вертикального / укороченного взлета . При помощи большого числа проектов и опытных образцов удалось установить преимущества и недостатки различных схем подобной техники, а также определить пути дальнейшего развития перспективного направления. Кроме того, со временем было решено отказаться от исключительно экспериментальных проектов и заняться созданием техники, пригодной для практической эксплуатации. Один из самых интересных проектов такого рода привел к появлению самолета Rockwell XFV-12 .
Работы по новому проекту стартовали в начале 70-х годов и были прямо связаны с текущими планами по перевооружению военно-морских сил. В то время ВМС США совместно с научными и проектными организациями прорабатывали концепцию Sea Control Ship. Она предлагала строительство некоторого числа сравнительно небольших авианосцев с водоизмещением не более 13-15 тыс. т. Подобные корабли могли бы усиливать существующие соединения и присутствовать в разных районах Мирового океана, оказывая требуемое воздействие на военно-политическую обстановку или участвуя в различных операциях.
Опытный Rockwell XFV-12 на аэродроме.
При предложенном водоизмещении перспективный авианосец мог иметь длину не более 180-200 м, из-за чего ему требовались летательные аппараты с высокими взлетно-посадочными характеристиками. Часть боевых задач можно было решать с использованием вертолетов, тогда как для иных миссий требовались самолеты с ракетно-пушечным вооружением. Истребитель с требуемыми характеристиками и возможностями на тот момент отсутствовал. Как следствие, в начале семидесятых годов появился заказ на разработку подобной машины.
Командование военно-морских сил объявило конкурс на разработку палубного сверхзвукового истребителя / штурмовика, способного взлетать вертикально или с укороченным пробегом . Любопытно, что подобный вариант палубного самолета подвергся критике: некоторые специалисты флота и промышленности посчитали его чрезмерно рискованным и рекомендовали продолжать развитие существующих концепций. Нельзя не отметить, что в итоге они оказались правы, а их негативные прогнозы оказались верными.
На конкурс было представлено шесть проектов авиационной техники американской и зарубежной разработки. В одних проектах предлагалось развитие существующих самолетов, тогда как другие разрабатывались с нуля на основе оригинальных идей. В 1972 году военно-морские силы проанализировали представленные проекты и вынесли неожиданное решение. Ни одна из шести разработок не устроила их – контракт на дальнейшие работы не был подписан .
Будущий XFV-12 на палубе авианосца.
Одним из участников конкурса была компания Rokwell international, имевшая большой опыт в деле создания авиационной техники различных классов. Несмотря на определенные положительные особенности и преимущества, предложенный ею проект не устроил заказчика. Тем не менее, конструкторы не растерялись и вскоре предложили существенно переработанный вариант самолета. Внедренные в проект нововведения, как минимум теоретически, позволяли заметно повысить основные характеристики. Улучшенный проект смог заинтересовать военных, что привело к появлению контракта на проведение дальнейших работ.
Специалисты военного ведомства ознакомились с новым проектом в самом конце 1972 года. В январе 1973-го появился договор на продолжение проектных работ с последующим строительством двух опытных образцов . На завершение проекта и строительство прототипов отводилось 18 месяцев. В середине осени следующего 1974 года предполагалось начать летные испытания, а в начале 1975-го – приступить к вертикальным полетам, переходам с режима на режим и т.д. После появления заказа проект компании Rockwell получил официальное обозначение XFV-12. Какие-либо другие названия не использовались. Неофициальные прозвища так же отсутствовали.
В соответствии с изначальными требованиями ВМС, перспективный самолет должен был взлетать вертикально или с укороченным разбегом, но по своей боевой мощи соответствовать существующим истребителям McDonnell Douglas F-4 Phantom II, в то время являвшимся основой палубной авиации. Таким образом, новый самолет должен был развивать скорость до M=2 и нести управляемое ракетное вооружение, а также автоматическую пушку. Для решения поставленных задач было предложено использовать не самые известные и изученные идеи.
Проекции самолета.
Для получения требуемых взлетно-посадочных характеристик было предложено использовать оригинальную схему, получившую название Thrust augmented wing – «Крыло с улучшением за счет тяги». Эта концепция подразумевала использование несущих плоскостей со сквозными каналами, пригодными для перенаправления воздушного потока для получения определенных результатов. Кроме того, предлагалось использовать эжекторную систему создания вертикальной тяги. Такая система должна была иметь набор форсунок-сопел и средства подмешивания атмосферного воздуха. За счет последних можно было заметным образом повысить тягу.
С целью некоторого упрощения проектирования и последующего строительства было решено применить существующие агрегаты серийной техники. Так, носовая секция фюзеляжа и воздухозаборники были заимствованы у самолетов Douglas A-4 Skyhawk и F-4 соответственно. Все прочие элементы конструкции, однако, пришлось разрабатывать с нуля и в соответствии с имеющимися требованиями. Именно по этой причине сходство с существующими образцами ограничивалось только заимствованным носом.
Оригинальный способ вертикального взлета привел к выбору соответствующей аэродинамической схемы и общей компоновки. Самолет Rockwell XFV-12 должен был строиться по схеме «утка» с горизонтальным оперением большой площади . Следовало использовать плоскости с большой стреловидностью передней кромки, оснащенные эжекторными системами. В составе силовой установки можно было использовать всего один двигатель. При этом его следовало оснастить средствами перераспределения реактивных газов, необходимыми для «улучшения крыла».
Схема машины.
Фюзеляж нового самолета получил заимствованную носовую часть с заостренным обтекателем и вертикальными бортами кабины. Позади кабины располагались нерегулируемые воздухозаборники. На большей части своей длины новый фюзеляж имел сечение, близкое к прямоугольному со скругленными углами. Верхняя поверхность была незначительно выгнута наружу. В центральной части высота фюзеляжа незначительно увеличивалась, тогда как ширина сокращалась в соответствии с т.н. правилом площадей. В хвосте фюзеляж сужался, завершаясь круглым срезом для установки сопла двигателя.
Носовая секция, взятая у существующей техники, сохраняла приборный отсек, радиолокационную станцию, кабину пилота и нишу передней стойки шасси. Два воздухозаборника позади кабины соединялись с общим каналом, ведущим к двигателю. На верхней поверхности фюзеляжа предусматривалось дополнительное заборное устройство, прикрытое управляемыми жалюзи. Оно предназначалось для подачи воздуха на режимах висения. В центе фюзеляжа, со сдвигом к хвосту, находился основной турбореактивный двигатель. Рядом с ним, а также в хвосте, помещались различные устройства, необходимые для вертикального полета.
Концепция Thrust augmented wing предусматривала использование нестандартных несущих плоскостей. Так, непосредственно позади воздухозаборников, на уровне днища фюзеляжа, помещалось трапециевидное горизонтальное оперение. Оно получило «традиционные» рули высоты на задней кромке. Одновременно с этим предлагалось использование нестандартных механизмов. Основой силового набора стабилизатора были два продольных трубчатых лонжерона, между которыми не устанавливались нервюры. Сверху над образованным проемом помещался один отклоняемый щиток. Еще два подобных щитка иной формы находились на нижней поверхности плоскости. По командам автоматики, формируемым в соответствии с командами пилота, три щитка могли занимать то или иное положение.
Модель летательного аппарата, использовавшаяся в ходе предварительных испытаний.
Самолет XFV-12 получил крыло большего размера и иной формы. Передняя и задняя кромка крыла имели положительную стреловидность. На задней кромке располагались элероны большой площади. Центральная секция крыла отдавалась под сравнительно крупный проем, прикрываемый верхними и нижними щитками. Как и в случае со стабилизатором, внутри крыла имелись трубы и сопла для выпуска реактивных газов. Крыло отличалось значительным отрицательным углом поперечного V.
По ряду причин было решено отказаться от вертикального оперения традиционной конструкции. Вместо одного киля на фюзеляже были использованы боковые шайбы на законцовках крыла . Они состояли из двух трапециевидных элементов, установленных с наклоном наружу. Верхняя часть такой шайбы, помещенная над крылом, имела руль направления.
Планер получил специфическое шасси. Носовая опора находилась под кабиной пилота и могла убираться в нишу фюзеляжа поворотом вперед. Две основные стойки, оснащенные колесами большего диаметра, расположили на законцовках крыла. После взлета стойка поворачивалась назад, и колесо частично уходило в небольшую нишу. Подобная конструкция шасси стала одной из причин того, что нижние элементы вертикального оперения пришлось устанавливать под значительным углом к вертикали.
Принцип работы эжекторной системы и створок крыла. Слева направо: вертикальный взлет, разгон, горизонтальный полет. Рисунок Цихош Э. «Сверхзвуковые самолеты»
В центральной части фюзеляжа должен был устанавливаться двухконтурный турбореактивный двигатель Pratt & Whitney F401-PW-40 с форсажной тягой 13620 кгс . Этот двигатель предлагалось использовать на всех режимах полета, однако самостоятельно он мог работать только в горизонтальном полете. Вертикальный взлет требовал применения особых устройств.
Непосредственно за штатным соплом двигателя поместили специальное устройство для перераспределения реактивных газов . Для полета «по-самолетному» предлагалось отводить газы через хвостовое сопло фюзеляжа. Также имелся клапан, полностью ищи частично перекрывавший этот поток и направлявший его в соответствующие трубы. По команде летчика газы могли переводиться в трубы, связанные с эжекторами крыла и оперения. В первом случае газы подавались по коротким изогнутым трубам, тогда как к стабилизатору они поступали через длинные трубы, проложенные вдоль днища фюзеляжа.
Из труб раскаленные газы должны были выходить через набор сопел, размещенных внутри проемов крыла и стабилизатора. Сопла были направлены вниз и предназначались для создания вертикальной тяги. Проект XFV-12 подразумевал использование эжекционного принципа улучшения тяги. Это значит, что, выходя из сопла, реактивные газы должны были тянуть за собой холодный атмосферный воздух, находящийся над крылом. По расчетам, подмешивание забортного воздуха позволяло увеличить тягу крыльевых сопел на 55%. Отклоняемые щитки плоскостей планировалось использовать для управления направлением тяги. Кроме того, они прикрывали проемы во время горизонтального полета.
Первый прототип XFV-12 в сборочном цеху.
Управлять машиной должен был один пилот, находящийся в носовой кабине. Он располагал набором необходимых устройств для слежения за параметрами и выдачи команд. Управление на висении и в горизонтальном полете должно было осуществляться при помощи одних и тех же ручек, при активном содействии специальной автоматики. Маневрирование на висении предлагалось осуществлять за счет отклонения крыльевых щитков, а горизонтальный полет осуществлялся за счет аэродинамических рулей традиционной конструкции.
Новый проект разрабатывался с целью будущего перевооружения палубной авиации. Как следствие, новый самолет вертикального взлета мог получить оружие. В дальнейшем Rockwell XFV-12 мог получить встроенную 20-мм автоматическую пушку M61 Vulcan с боекомплектом 639 снарядов. Под днищем фюзеляжа можно было разместить четыре узла подвески управляемых ракет «воздух-воздух» типа AIM-7 Sparrow или AIM-9 Sidewinder. Предусматривалась возможность одновременного несения и применения ракет разных типов.
Опытный самолет должен был иметь длину 13,4 м при размахе крыла 8,7 м. Собственный вес машины составлял 6,26 т. Нормальный взлетный – 8,85 т . По расчетам, прототип должен был показывать высочайшую тяговооруженность: тяга двигателя могла в полтора раза превышать взлетный вес. Это позволяло выполнять вертикальный взлет и посадку, а в горизонтальном полете развивать скорость в 2,2-2,4 раза больше скорости звука.
Машина на аэродроме.
В соответствии с контрактом 1973 года, первый опытный образец нового самолета должен был выйти на испытания в октябре 1974-го. Однако проект оказался слишком сложным, что привело к срыву установленных сроков. К указанной дате удалось построить только полноразмерный макет. С 1975 года дату первого полета переносили дважды; теперь это событие относили к 1977-му. Но и эти планы не были выполнены в полной мере. Сборка первого опытного XFV-12 завершилась только к середине лета 1977 года , и вскоре машину отправили на предварительные наземные испытания. Их планировалось осуществлять при помощи различных специальных стендов.
Проверки на стоянке продолжались в течение нескольких месяцев, из-за чего полеты на привязи удалось начать только в 1978 году. Около полугода самолет регулярно испытывался на стенде со страховочными тросами и показывал свои реальные возможности. Как выяснилось во время этих проверок, расчеты авторов проекта были ошибочными. Основные характеристики машины на практике оказались гораздо ниже желаемых .
Во время работы эжекторы, получая реактивные газы двигателя со скоростями более 600 м/с, выбрасывали их вниз. Смешивание горячих газов с воздухом в пропорции 1:7,5 приводило к снижению скорости потока до 120 м/с и одновременному росту тяги. По расчетам и согласно стендовым проверкам на секциях крыла, эжекторная система позволяла повысить тягу сопел на 55%. Во время испытаний полноценного прототипа были получены куда более скромные результаты. Тяга крыльевой системы за счет эжекции выросла всего на 19%, а прирост тяги переднего оперения составлял лишь 6%.
Самолет в конфигурации для вертикального взлета.
Главной причиной такого сокращения характеристик было наличие сравнительно длинных и изогнутых труб, по которым газы двигателя поступали к соплам плоскостей. Двигаясь к соплам, поток нарушался, вследствие чего проявлялись некоторые другие негативные явления. Кроме того, в доработке могла нуждаться сама конструкция эжектора, не показывающая требуемую эффективность забора атмосферного воздуха.
Согласно расчетам, перспективный самолет XFV-12 должен был показывать высочайшую тяговооруженность. На практике этот параметр не превышал 0,75. Таким образом, машина могла взлетать лишь горизонтально и со значительным разбегом . Возможность укороченного взлета, не говоря уже о вертикальном подъеме в воздух, попросту отсутствовала. Летая исключительно «по-самолетному», новая машина по определению не могла выполнить исходные требования заказчика. Кроме того, в таком случае ей приходилось бы постоянно возить мертвый груз в виде крыльевых щитков, эжекторов, трубопроводов и т.д.
Уже во время испытаний первого прототипа было принято решение о прекращении сборки второй опытной машины. Ее строительство было остановлено в 1978-м, и вскоре недостроенный прототип был разобран прямо на заводе-изготовителе. Все дальнейшие проверки и испытания планировалось проводить только с использованием одного опытного образца.
Испытания на привязи.
Попытки решить имеющиеся проблемы на теоретическом и техническом уровне продолжались в течение нескольких следующих лет. Специалисты компании-разработчика и заказчика проводили все новые и новые испытания, дорабатывали существующий проект и снова проверяли примененные решения. Кроме того, параллельно осуществлялись исследования в части поведения машины на разных режимах, работы отдельных ее агрегатов и т.д. Однако никакие доработки так и не позволили вывести характеристики эжекторной системы на желаемый уровень. В то же время, в ходе испытаний удалось собрать массу различной информации, раскрывающей разные аспекты работы «крыла, улучшенного тягой».
Работы в рамках проекта Rockwell XFV-12 продолжались до 1981 года. Единственный опытный самолет проверялся только на стенде с подвесными системами и ни разу не поднялся в воздух самостоятельно. Вертикальный взлет был невозможен по техническим причинам, а горизонтальные полеты посчитали ненужными . В начале восьмидесятых схожие выводы были сделаны и в отношении всей программы.
Разработка и строительство опытного самолета не уложились в график, затем возникли проблемы на испытаниях. Длительная доводка тоже не дала желаемых результатов. Даже через несколько лет после начала испытаний опытный XFV-12 не показывал желаемые характеристики, а многочисленные исследования прямо указывали на невозможность их получения. Таким образом, единственными реальными результатами проекта, реализовывавшегося в течение восьми лет, стали нелетающий прототип и чрезмерные траты на очевидно бесперспективную технику. В 1981 году командование ВМС США рассмотрело текущие результаты проекта и решило закрыть его.
Имитация вертикального взлета при помощи привязных тросов.
После закрытия проекта единственный построенный опытный образец был отправлен на хранение. Впоследствии его разукомплектовали, а затем и разобрали. До недавнего времени крупная носовая секция фюзеляжа опытного XFV-12 хранилась на одной из площадок NASA. Несколько лет назад сообщалось, что группа энтузиастов намерена отреставрировать этот агрегат и сделать его музейным экспонатом. О восстановлении всей машины, вероятно, речи пока не идет.
Проект самолета вертикального взлета Rockwell XFV-12 создавался с целью перевооружения палубной авиации и дополнения существующих машин. Серийные истребители и штурмовики нового типа должны были работать с перспективных легких авианосцев и решать разнообразные боевые задачи. Тем не менее, проект столкнулся с серьезными затруднениями, не позволившими получить желаемые результаты. Из-за несовершенства примененных технологий новый самолет попросту не мог взлетать вертикально и, как следствие, не соответствовал основным требованиям заказчика.
Следует отметить, что перед проектом XFV-12 действительно были поставлены сложнейшие задачи, часть которых не была решена до сих пор. Так, к настоящему времени ни одной стране мира не удалось довести до серийного производства и эксплуатации сверхзвуковые самолеты с вертикальным взлетом. Даже самые успешные образцы, имеющие достаточную скорость полета, пока «освоили» лишь укороченный взлет и вертикальную посадку.
История помнит извечное стремления человека летать, много на это пути было открытий и дерзких попыток переиграть гравитацию, лишь в 20м веке человек полноценно захватил господство в воздухе как по высотам, так и по скоростям. Однако классические компоновки самолетов 20 века удовлетворяли не всех инженеров конструкторов, весь прошлый век пытливые умы пытались построить что-то кардинально новое, чтобы перевернуть представление о воздухоплавании.
В этой публикации мы постараемся рассказать о самых интересных авиасудах прошлого столетия, от почти привычных схем, до фактически «летающих тарелок». Читателям будет интересно узнать, на что замахивались авиаконструкторы мира и что же у них получилось в итоге.
Экспериментально-гоночный самолёт Bugatti 100P
Глядя на этого стремительного красавца и не скажешь, что история его создания началась в далёком 1938 году. Да именно тогда отдел авиационного проектирования итальянской компании Bugatti начал разработку, а затем и строительство самолёта в надежде не только удивить стремительными и смелыми формами, но и победить на Кубке Германии. К сожалению начало войны и тяжёлое экономическое положение после неё не позволило самолёту покинуть пределы ангара.
Истребитель вертикального взлёта и посадки Vought XF5U Skimmer «Шумовка»
Самолёт вертикального взлёта и посадки Vought XF5U разрабатывался для сопровождения караванов снабжения как беспроигрышный метод борьбы с немецкими подлодками. Даже Америка тогда не могла укомплектовывать каждый конвой эскортным авианосцем, а использование «Шумовки» могло решить проблему, так как взлететь она могла практически с любого транспортного судна. К сожалению конструкторов опытные образцы были построены уже после войны и необходимость в Vought XF5U отпала.
Уникальный самолет Proteus
Высотный самолёт Proteus первоначально разрабатывался как мобильный центр обеспечения связи, но в дальнейшем развился в многоцелевую платформу с помощью которой даже будет возможна доставка пассажиров на суборбитальные корабли. Proteus уже поставил несколько рекордов, в частности рекорд высоты полёта — 19 277 метров.
Экспериментальный самолет Lockheed SR-71 Blackbird
Стратегический сверхзвуковой разведчик SR-71 Чёрный Дрозд эксплуатировался американскими ВВС в период с 1964 по 1998 годы. Помимо применённой в его строительстве технологии стелс SR-71 интересен следующими фактами: так как на скоростях более 3300км/ч корпус самолёта нагревается до 400С, специально для Чёрного Дрозда разработали топливо с высокой температурой воспламенения, которое также выступает в роли… хладагента системы кондиционирования кабины пилота.
Оригинальный самолет Northrop YB-35 Flying Wing
Дальний стратегический бомбардировщик XB-35 Flying Wing выполнен по схеме летающее крыло и обладал действительно впечатляющими для своего времени показателями, хотя в серию так и не пошёл. Четыре пары его трёхлопастных соосных винтов приводялись в движение четырьмя 28-ми цилиндровыми двигателями по 3000 л.с. каждый, во избежание перегрева каждый из двигателей оснащался охлаждающей установкой мощностью по 350 л.с.
В 30-ые года в СССР авиационное конструкторское бюро под управлением К.А. Калинина приступило к грандиозному и смелому для своего времени проекту — многомоторному трансконтинентальному самолёту, который был бы способен выполнять широкий спектр задач и в зависимости от нужд мог служить и пассажирским лайнером и тяжёлым бомбардировщиком и самолётом десанта.
Экспериментальный самолет-стенд с вертикальным взлетом VAK 191
При создании самолёта вертикального взлёта и посадки VAK 191 Fokker был построен уникальный летающий стенд SC-1262 оснащённый пятью турбо-реактивными двигателями Роллс-Ройс RB-108. На этом опытном стенде более года проводились различные тесты оценивающие возможности и характеристики силовой установки и бортовых систем летательного аппарата.
Уникальный самолет VZ-9V Avrocar «Летающее блюдце»
В шестидесятых годах прошлого столетия американские ВВС заинтересовались изысканиями канадской фирмы «Авро Эйркрафт», которая всерьёз занималась реализацией проекта дискообразного летательного аппарата способного выполнять вертикальные взлёт и посадку. Хоть самолёт и воплотили в металле, опытный образец не оправдал ожиданий — ЛА постоянно испытывал проблемы с силовой установкой и устойчивостью в воздухе.
Экспериментальный истребитель-перехватчик Leduc 0.22
Истребитель-перехватчик Leduc 0.22 работу над которым вел французский конструктор Рене Ледюк имеет очень своеобразный внешний вид, кроме того пилот в кабине должен был находиться в лежачем положении и в случае внештатной ситуации вместе с кабиной отстреливался от фюзеляжа, а уже после достижения безопасной скорости и высоты лётчик мог покинуть модуль самостоятельно и приземлиться используя собственный парашют.
Экспериментальный Истребитель F-85 Goblin
Легкий истребитель Истребитель F-85 «Гоблин» разрабатывался как самолёт эскорта сверхдальних тяжёлых бомбардировщиков, причём по идее большую часть пути Гоблин должен был проводить в бомболюке сопровождаемого самолёта, а для защиты «хозяина» от атак противника выводился наружу при помощи специальной оснастки. Проект был закрыт из-за трудностей и неудач сопровождавших стыковку F-85 с носителем для обратной погрузки на борт, хотя сам летательный аппарат показал отличные лётные качества.
Гиперзвуковой экспериментальный аппарат Falcon 2. Это, ни много ни мало – самое быстрое воздушное судно, когда-либо созданное американскими военными. Falcon 2 – это экспериментальный ракетный дистанционно управляемый глайдер, спроектированный для передвижения со скоростью 22 Маха. Его идея заключается в создании судна, способного достичь любой точки планеты и доставить туда бомбовый груз в течение одного часа, и для достижения этой цели DARPA разработало этот прочный и лёгкий глайдер. На сегодняшний день испытания проходят не так, как хотелось бы, но программа всё ещё находится в стадии развития.
X-51 Waverider. X-51 Waverider, созданный Boeing в сотрудничестве с Pratt&Whitney Rocketdyne, был сконструирован для преодоления скорости в 6 Маха – что намного превышает возможности любых существующих на сегодняшний день боевых самолётов. Он запускается в атмосферу с бомбардировщика В-52 и затем использует свой двигатель на углеводородном топливе для ускорения до гиперзвуковых скоростей. Финальное испытание Waverider состоится позднее в этом году.
RQ-3 Darkstar. В наши дни военные дроны на слуху абсолютно у всех, но концепция беспилотных боевых самолётов не является чем-то новым. Lockheed-Martin стал пионером этой отрасли в 1990-х годах со своим проектом под кодовым названием «DarkStar». Это была сверхсекретная миссия по созданию беспилотного разведывательного дрона со стелс-возможностями, и хотя проект был закрыт в 1998 году, ходят слухи, что его вернули для проведения «чёрных операций» и использовали в 2003 году в ходе вторжения в Ирак.
Сухой СУ-47. Одним из лучших боевых самолётов России является Сухой СУ-47 – экспериментальный сверхзвуковой истребитель с крылом обратной стреловидности. Уникальная аэродинамика фюзеляжа даёт СУ-47 беспрецедентную манёвренность на скоростях, превышающих 1 Мах. И хотя истребитель никогда не поступал в массовое производство, Сухой предпринимал попытки продать его на открытом рынке вооружений.
Northrop XB-35. Искусство аэродинамики непрерывно развивается, и по мере того, как учёные узнают больше нового о взаимодействии самолёта с воздушными потоками и другими факторами, они улучшают форму своих воздушных судов. Одно из самых важных нововведений в дизайне самолётов появилось в поздних сороковых с разработкой концепции «летающего крыла». Обладая меньшим сопротивлением, эти суда являются более топливо-эффективными. Военно-воздушные силы США подрядили концерн Northrop на разработку бомбардировщика на основе этой концепции, и результатом стал потрясающий воображение XB-35, который совершил множество испытательных полётов, прежде чем его винты начали отказывать, что подорвало разработку проекта.
Boeing X-37B. Когда мы исчерпаем все возможности для войны на Земле, конфликт неминуемо переместится в космос. Это очевидное умозаключение стоит за разработкой Boeing X-37B – совместного проекта NASA и Министерства обороны. После запуска в космос с помощью одноразового ракетного ускорителя, X-37B отделяется и может провести месяц на земной орбите до своего приземления. Все миссии с участием X-37B строго засекречены, поэтому никто точно не знает, что именно он там делает столько времени.
Vought V-173. Названный «Летающим блином», Vought V-173 был одним из самых необычных экспериментальных воздушных судов Второй мировой войны. Со своим круглым дизайном и двумя гигантскими пропеллерами, он был спроектирован для того, чтобы летать на скоростях, намного ниже существовавших на тот день. V-173 имел потрясающую манёвренность и был невероятно прочным – после одно испытательного полёта он перевернулся, и фактически приземлился вверх ногами, но не понёс при этом каких-либо серьёзных повреждений. Это был чрезвычайно примечательный концепт-дизайн, но, к сожалению, ему не нашлось достаточно практических применений, и проект был забыт.
Туполев ТУ-95ЛАЛ. Расщепление атома открыло новые горизонты в искусстве ведения войны, но сами возможности ядерной технологии превосходили простую разрушительную мощь атомных бомб. Мы все знаем, что ядерная энергия произвела революцию в подводных лодках, но Советский Союз предпринимал попытки применить её и в самолётах. В 1961 году был запущен Туполев ТУ-95ЛАЛ – бомбардировщик, модифицированный для использования маленького ядерного реактора в качестве источника топлива. После сорока испытательных полётов программа была законсервирована в силу множественных соображений безопасности.
Ryan X-13 Vertijet. Вертикальные взлёт и посадка будоражили умы авиастроителей в течение всего 20-го века. Тот факт, что традиционным самолётам требуются долгий разбег и взлётные полосы, серьёзно снижает их эффективность на поле боя. Одна из самых умных и уникальных попыток решить эту проблему была предпринята в 1953 году, когда Военно-морской флот США подрядил «Ryan Aeronautical» на создание самолёта, который мог бы взлетать вертикально, переходить на горизонтальный полёт, и затем вертикально же приземляться. Всего два X-13 были построены, прежде чем проект был заморожен.
Аэроцикл De Lackner HZ-1. Разведка является одной из главных задач воздушной поддержки, но применение целого самолёта для разведки местности выглядит нерациональным использованием ресурсов. Или, по крайней мере, так думали создатели De Lackner HZ-1 – одноместной летающей платформы, управляемой с помощью наклонов в разные стороны. Армия приобрела несколько единиц для испытаний, но как оказалось, управлять ими сложнее, чем считалось изначально. Плюс ко всему, расположенные под днищем роторы имели тенденцию поднимать камни и грязь с поверхности прямо в лицо пилоту, если полёт проводился на слишком малой высоте.
21 октября 1923 года совершил свой первый полет самолет АНТ-1 конструкции Андрея Николаевича Туполева. Эта машина стала первой в большом семействе легендарного одноименного ОКБ. SmartNews составил список из самых необычных экспериментальных самолетов СССР.
Первая разработка ОКБ им. Туполева совершила свой первый полет 21 октября 1923 года. АНТ-1 представлял собой одноместный опытный спортивный самолет. При конструировании АНТ-1 впервые использовался легкий и прочный материал кольчугалюминий, хотя основными материалами все равно оставались дерево и ткань. Самолет приводился в движение двигателем Анзани мощностью 35 л.с. После нескольких испытательных полетов двигатель вышел из строя, после чего до 1937 года самолет находился в сборочном цехе. В этом же году единственный экземпляр АНТ-1 уничтожили.
Этот самолет также был разработан в ОКБ Туполева и носил второе название АНТ-22. МК-1 представлял собой самолет-летающую лодка. Он совершил первый полет в 1934 году. В соответствии с заданием, предполагалось сделать морской самолет-крейсер. Его планировалось использовать для морской разведки в отдаленных районах, сопровождения флота, выполнения бомбардировки баз и укрепленных районов врага. АНТ-22 должен был использоваться для решения всех тех задач, которые ставились ранее для проектируемых, а также строящихся самолетов-разведчиков, бомбардировщиков и торпедоносцев. Двухлодочную схему самолета выбрали из-за того, что на летающей лодке предполагали транспортировать крупногабаритные грузы, такие как малые подводные лодки или полупогружаемые торпедные катера.
Самолет состоял из полностью металлической конструкции, также используемой КБ Туплоева и в других конструкциях летательных аппаратов (силового набора, выполненного из стальных трубчатых элементов, подкрепляющего набора, выполненного из дюралюминиевых профилей), имел гофрированную обшивку крыльев и оперения. Лодки максимальной шириной 2,5 м помогали самолету развить мореходность, и хорошую поперечную остойчивость; это происходило за счет образованной лодками так называемой «колее», шириной в 15 метров.
Т-4
Самолет Т-4 «сотка» это ударно-разведывательный бомбардировщик-ракетоносец сконструированный в ОКБ Сухого. Он предназначался для уничтожения авианосных ударных групп противника и ведения стратегической разведки. Впервые опытный экземпляр поднялся в воздух 22 августа 1972 года. Пилотировал самолет ведущий летчик-испытатель ОКБ Сухого Ильюшин Владимир Сергеевич. Первоначальные испытания прошли успешно, военные были довольны и заказали Сухому партию в 250 машин, которые планировались построить в наступающей пятилетке.
Однако после 10 успешных полетов проект был закрыт. Единственный сохранившийся экземпляр находится в Центральном музее Военно-воздушных сил РФ. В 1976 году вышел приказ Дементьева о закрытии «изделия 100» в целях сосредоточения сил и средств на разработку Ту-160. Т-4 интересен тем, что после взлета и подъема носового обтекателя в рабочее положение (для сверхзвукового полета) экипаж не обладал возможностью видеть окружающее пространство вообще, так как в отличие от Ту-144 носовой обтекатель не был остекленен. Полет производился только по приборам. Планер самолета был сделан с использованием титановых сплавов.
Видео
Т-4 «Сотка»
Р-1
Бериев Р-1 - экспериментальная реактивная летающая лодка, морской разведчик. Р-1 стал первым реактивным гидросамолетом в СССР. В мае 1947 года в ОКБ Бериева начались работы по созданию экспериментальной летающей лодки с турбореактивными двигателями. Инициатором проекта был сам Бериев, его инициативу поддержали главком авиации ВМС Преображенский и главком ВМФ Кузнецов. 12 июня 1948 года советское правительство выпустило постановление о проектировании реактивной летающей лодки. Проект получил обозначение «Р». Согласно проектному заданию летающая лодка должна была использоваться в качестве разведчика и бомбардировщика и развивать скорость, сравнимую с основными истребителями США морского базирования. 30 мая 1952 г. Р-1 совершил первый полет. В ходе затянувшейся «доводки» тему по самолету «Р» было решено закрыть.
МИГ 1.44 МФИ
Многофункциональный фронтовой истребитель МиГ 1.44 - опытно-экспериментальный российский прототип истребителя пятого поколения. Он создавался как противовес американскому истребителю F-22 и по ряду характеристик превосходил своего американского соперника. На МиГ 1.44 получили широкое применение стелс-технологии, поэтому все вооружение самолета располагалось во внутреннем отсеке. Корпус покрывался специальным радиопоглощающим покрытием, кили у 1.44 были спроектированы специальным способом кривых поверхностей, существенно снижающим заметность самолета для радара.
На 2013 год единственный летный экземпляр находится в ЛИИ им. М. М. Громова в Жуковском, брошенный под открытым небом. Среди ряда экспертов существует мнение, что некоторые технологии и общие виды самолета были переданы Китаю, хотя скорее всего, китайцы при создании своего J-20 использовали чертежи Проекта 1.46, купленные у ОКБ Сухого.
СУ-47
Су-47 «Беркут» - это проект перспективного палубного истребителя, разработанный в ОКБ им. Сухого. Истребитель имеет крыло обратной стреловидности, в конструкции планера широко используются композитные материалы. Проект развивался сначала как перспективная модель истребителя с КОС (крылом обратной стреловидности) для ВВС СССР в рамках отраслевой исследовательской программы с 1983 года, однако был закрыт в 1988 году. После этого заказчиком проекта выступал ВМФ СССР. После распада СССР и кризиса в стране в 1990-х, госфинансирование с проекта было снято и он продолжался только благодаря собственному финансированию ОКБ «Сухой». Самолет был представлен публике на выставке МАКС-1999 под именем С-37 «Беркут», а к МАКС-2001 получил название Су-47 «Беркут». В 1997 году был построен первый летающий экземпляр Су-47, сейчас он является экспериментальным. В 2011-2012 на его основе создано 2 опытных образца. Су-47 часто называют если не самим истребителем пятого поколения, то его прототипом. На Су-47 отрабатывается часть технологий, используемых на ПАК ФА, например внутренние отсеки для вооружений.