Техника

Техника

наука

Воздухоплавание и авиация


ОБГОНЯЯ ЗВУК

Еще в апреле 1961 г. Кларенс Л. «Келли» Джонсон (Clarence L. «Kelly» Johnson) (1910—1990), директор одного из подразделений компании «Lockheed», предложил использовать один из проектируемых им самолетов в качестве перехватчика советских сверхзвуковых бомбардировщиков «Ту-22» и «М-50/52». После рассмотрения проекта ВВС США заключили контракт на постройку 3 истребителей-перехватчиков, получивших название «YF-12A» («Blackbird»). Уже 7 августа 1963 г. сверхзвуковой перехватчик «YF-12A» начал свой первый полет со взлетной полосы авиабазы Уотертаун Стрип (Невада).

Директор одного из подразделений компании «Lockheed» Кларенс Л. «Келли» Джонсон. Под его руководством были изготовлены наиболее эффективные боевые самолеты США.

Стреловидные крылья вполне удовлетворяют своему назначению в широком диапазоне — от околозвуковой до скорости, соответствующей удвоенной звуковой. А вот на малых скоростях стреловидность мешает. Такое крыло затрудняет выполнение предпосадочных маневров, да и несущие свойства таких плоскостей хуже, чем у прямого крыла. Между тем для современного самолета находится работа практически на всех скоростях и высотах. Вскоре выход был найден. В 1967 г. на авиационном празднике в Домодедово зрители видели, как над трибунами проносились советские самолеты с крылом переменной стреловидности. Такие крылья плавно и быстро занимают то положение, которое наиболее подходит для выполнения поставленной боевой задачи.

Существование «YF-12A» («Blackbird») держалось в полнейшей тайне, но в 1964 г. президент Линдон Джонсон, которого в разгар предвыборной кампании допекали политические противники, решил немного рассекретить эту программу. Сенатор Бэрри Голлуотер, наиболее вероятный кандидат на президентское кресло от республиканцев, обвинил президента в том, что тот уделяет больше внимания законотворчеству, чем интересам обороны. Тот, чтобы охладить пыл оппонента, выступил 29 февраля с речью, в которой упомянул загадочный самолет, «намного превосходящий по техническим данным все самолеты мира». Речь шла о «YF-12A».

Схема сверхзвукового перехватчика « YF-12А». Окрашенные в черный цвет «YF-12A» стали полностью соответствовать своему названию — «Blackbird» («Черный лрозд»).

В сентябре 1964 г. Кларенс Джонсон получил премию Коллиэра «За выдающиеся достижения в аэронавтике США» за работу по созданию «YF-12A». Церемония вручения проходила в Белом доме, а вскоре последовал показ нового перехватчика на базе ВВС Эдварде. Публике были представлены все три экспериментальные машины. К тому времени самолеты, первоначально почти некрашеные, уже были целиком выкрашены в черный цвет и имели на левом киле эмблему Командования ПВО, а на правом — эмблему научного отдела ВВС США. Показательные выступления «YF-12A» усилили интерес к его высотным и скоростным данным. И вскоре эти цифры появились — 1 мая 1965 г. на «YF-12A» были установлены 9 мировых рекордов скорости и высоты. Была достигнута скорость 3331,5 км/ч и высота горизонтального полета 24462,6 м. В ходе испытаний с марта 1965 по сентябрь 1966 гг. с нового перехватчика произвели 7 пусков ракет по воздушным мишеням, летевшим на высотах от 150 м до 12 км, и 6 из них поразили цель.

Испытания «YF-12A» завершились настолько успешно, что войсковая часть численностью 500 человек, в которой они проходили, была удостоена звания «Отличная часть ВВС США». Однако в серийное производство самолет не пошел. Для эффективного выполнения задач перехвата воздушных целей у него недоставало маневренных качеств.

Однако данные, полученные в результате испытаний «YF-12A», не пропали даром. Они позволили создать стратегический разведчик «SR-71» («Blackbird»), который стал самым быстрым самолетом в мире. 28 июня 1976 г. капитан Элдон Джорс на самолете «Blackbird» установил абсолютный мировой рекорд скорости — 3529,56 км/ч. Высота горизонтального полета составляла 26 км.

Рекорды высоты и скорости были не единственными достижениями «SR-71». История его создания с самого начала была окутана тайной. И не случайно, ведь этот самолет должен был стать преемником знаменитого «самолета-шпиона» «U-2», но летать быстрее и выше.

Когда в декабре 1962 г. ВВС США заказали 6 разведывательно-ударных самолетов для проведения разведки вражеской территории после нанесения ядерного удара, прототипом для нового стратегического разведчика «SR-71» послужил опытный экземпляр перехватчика «YF-12».

В связи с нагревом самолета при длительных полетах со скоростью М > 3 он был выкрашен в черный цвет, как и его прототип «YF-12», и поэтому сохранил прозвище — «Blackbird» («Черный дрозд»). Черная краска, изготовленная на ферритовой основе, рассеивала тепло, частично отводя его с поверхности самолета, а также уменьшала радиолокационную заметность самолета.

Гиперзвуковой стратегический разведчик «SR-71».

В послевоенные годы специально для воздушного шпионажа американская фирма «Lockheed» создала высотный самолет «U-2», способный летать на высоте в 24 км. Самолеты этого типа долгое время беспрепятственно совершали полеты над территориями многих государств, пока в начале 60-х гг. самолет пол управлением американского пилота-разведчика Г. Паурса не был сбит зенитной ракетой над территорией Советского Союза.

Такая «мрачная» окраска для «SR-71» выбрана не случайно. Специальная краска рассеивает тепло, частично отводя его с поверхности самолета, а также уменьшает радиолокационную заметность самолета.

Значительная часть используемого разведывательного оборудования была специально разработана для «SR-71». Автоматическая навигационная система позволяет вести наблюдение за звездами и по ним вычислять местоположение самолета даже в дневное время, а бортовой компьютер обеспечивает высокую точность полета по заданному маршруту. Разведывательное оборудование состоит из аэрофотоаппаратов, радиолокационных станций бокового обзора и аппаратуры, работающей в инфракрасном диапазоне. В носовом приборном отсеке разместилась панорамная аэрофотокамера. Отмечалось, что с высоты 24 км за 1 ч полета бортовая аппаратура позволяет провести разведку территории площадью до 200 тыс. км.

Экипаж «SR-71» состоит из летчика и оператора разведывательной аппаратуры, который выполняет также функции штурмана и бортового инженера, а в случае необходимости может пилотировать самолет. Новые катапультируемые кресла стали частью системы спасения, обеспечивающей безопасное катапультирование с высоты до 30 км при скорости полета М = 3.

1 сентября 1974 г. «SR-71» впервые демонстрировался на авиакосмической выставке в Фарнборо. Взлетев с авиабазы Бил в Калифорнии, самолет под управлением майора Джеймса Салливана и оператора Ноэля Уиддфилда преодолел 5 584 км между Нью-Йорком и Лондоном за 1 ч 52 мин 42 с со средней скоростью 2 934 км/ч. Если учесть, что в воздухе было проведено 3 дозаправки при полете в дозвуковом режиме, то скорость самого полета составила 3 200—3 300 км/ч. Тем самым был перекрыт более чем вдвое прежний мировой рекорд скорости, установленный в мае 1969 г. на этом же маршруте самолетом «F-4K» («Phantom»).

Быстрое развитие разведывательных спутников неоднократно становилось поводом для отказа от эксплуатации дорогостоящих «SR-71». Однако, как только в том или ином районе вспыхивал вооруженный конфликт, военные вновь обращались к «услугам» воздушного разведчика. Причина проста — «SR-71» позволяет получать оперативную разведывательную информацию. Последнее решение о прекращении эксплуатации разведчика приняли в ноябре 1989 г. К этому времени на вооружении ВВС США находилось 9 самолетов, дислоцировавшихся на авиаоазе Бил. Весной 1990 г. «SR-71» были выставлены в последний раз перед расформированием воинского подразделения и передачей самолетов на консервацию и в музеи.

В Советском Союзе также велись разработки по созданию самолетов, способных в несколько раз превысить скорость звука. Одним из первых таких самолетов стал созданный в ОКБ А.И. Микояна всепогодный истребитель-перехватчик «Е-150». Проектирование этого первого самолета из «тяжелых МиГов» серии «Е» было закончено летом 1957 г. Основные задачи, поставленные перед «Е-150», формулировались так: автоматическое наведение на цель и автоматическая атака, перехват и уничтожение бомбардировщиков противника на сверхзвуковых скоростях в любых метеоусловиях и при отсутствии оптической видимости.

Схема всепогодного сверхзвукового истребителя-перехватчика «Е-150».

Первые сообщения о гиперзвуковой пилотируемой замене «SR-71» датируются конном 70-х гг. Все, что связано с созданием подобного самолета, естественно, является государственной тайной, но некоторые данные о таком аппарате все-таки просочились в прессу. Ссылаясь на оценки американских специалистов и свидетельств очевидцев, журнал «Interavia Aerospace Review», рассмотрел вероятные характеристики и возможности самолета, получившего название «Aurora». Дальний самолет-разведчик, следующий за «SR-71», имеет дельтовидное крыло с плавно уменьшаемой стреловидностью передней кромки. Он имеет 2 усовершенствованных турбореактивных двигателя и рассчитан на 2 членов экипажа. Дальность полета ориентировочно составляет 15— 17 тыс. км, скорость М = 5 — М = 6 на высотах до 36 км.

В 70-х гг. все горячие точки мира находились под пристальным наблюдением «SR-71». Первые серийные разведчики применялись над Вьетнамом, в зоне Суэцкого канала в 1970 г. и над территорией Китая в 1971 г. Летали они и над Кубой, а начиная с января 1973 г. самолеты побывали в небе Северного Вьетнама. «SR-71» совершали регулярные полеты вдоль границы СССР для наблюдения за крупнейшей базой ВМС в Мурманске и ядерным полигоном на Новой Земле. С 1968 по 1990 гг. «Черные дрозды» совершили 3 551 разведывательный полет, а полный общий налет самолетов составил 53 490 ч, из них 11 675 ч со скоростью М = 3 и выше.

Фюзеляж тяжелого истребителя «Е-150» был выполнен в виде цилиндра с практически одинаковым диаметром по всей длине.

 

«Хороший» самолет «Е-150», оснащенный «плохим» двигателем, так никогда и не был передан в серийное производство.

«Е-150» даже внешне резко отличался от всех ранее построенных машин. Самолет представлял собой среднеплан с треугольным крылом и фюзеляжем круглого сечения. Фюзеляж напоминал трубу с практически одинаковым диаметром по всей длине. В носовой части фюзеляжа устанавливался конус из диэлектрического материала, в котором располагалась антенна радиолокационной станции «Ураган-56». Эта станция с большой дальностью обнаружения цели могла работать в режиме обзора и сопровождения цели и была сопряжена с системой управления огнем, а также автопилотом управления. Взаимодействие этих устройств обеспечивало в любых погодных условиях и в любое время суток выполнение направляемого с земли автоматического полета в заданную зону с последующим захватом цели и выполнением атаки при совмещении цели с меткой радиолокационного прицела самолета.

К сентябрю 1958 г. в цехе опытного производства ОКБ уже был собран первый опытный экземпляр перехватчика «Е-150». Более шести месяцев производились наземные проверки системы управления и других систем истребителя. Затем до середины 1960 г. ожидали качественный двигатель, и лишь 8 июля летчик-испытатель ОКБ А.В. Федотов первый раз поднял самолет в воздух. С этого дня начались заводские испытания, продолжавшиеся до 25 января 1962 г.

С 21 января по 30 марта 1961 г. было выполнено 8 полетов, в которых скорость достигала величины М = 2,1, а высота полета — 21 000 м. После этого снова пришлось менять двигатель, и «Е-150» выполнил еще 20 полетов. В 28-м полете на высоте 19 100 м удалось достичь максимальной скорости 2 890 км/ч (М = 2,65), причем еще оставался запас тяги двигателя. Взлетный вес перехватчика в этом полете составлял 10 175 кг. Наибольший потолок, достигнутый при испытаниях, составил 22 500 м.

Казалось, наконец-то создана машина, которая так необходима ПВО. Однако на испытаниях опять возникали проблемы с силовой установкой — двигатель «Р15-300» изначально имел совсем небольшой ресурс, достаточный лишь для стендовых и наземных отработок с последующей установкой на летательный аппарат для единственного полета. В серийное же производство перехватчик можно было запускать только с хорошо отработанным и надежным двигателем. Поэтому линию тяжелых перехватчиков продолжили самолеты «Е-152» и «Е-152А».

В 60-х гг., когда в США уже летали прототипы стратегического бомбардировщика «ХВ-70» и самолета-разведчика «SR-71», Министерство авиационной промышленности СССР поручило КБ В.М. Мясищева, А.С. Яковлева и П.О. Сухого разработать сверхзвуковой бомбардировщик-ракетоноситель, предназначенный для перехвата и уничтожения самолетов неприятеля, оснащенных крылатыми ракетами.

Проект самолета «Т-4», предложенный специалистами ОКБ П.О. Сухого, обладал более высокой боевой эффективностью и аэродинамическим совершенством, и поэтому был взят за основу. Заданные дальность и скорость полета определили вес самолета. По предварительным расчетам он должен был весить 100 т. От этого, пожалуй, и возникло второе название «Т-4» — «Сотка». Что же касается процесса производства и проектирования, то он занял почти 9 лет.

Всепогодный истребитель-перехватчик «Е-152».

Всепогодный истребитель-перехватчик «Е-152». Согласно правительственному заданию, новый истребитель предназначался для перехвата и уничтожения самолетов противника, летящих со скоростями до 7 600 км/ч на высоте 10 000 м, со скоростями до 2 500 км/ч на высоте 20 000 м и выше на встречнопересекающихся курсах. Перехватчик был рассчитан на применение ракет средней дальности «К-9». 7 июня 1962 г. пилот Г. Мосолов установил на этой машине абсолютный мировой рекорд скорости полета — 2681 км/ч (М - 2,52), а 11 сентября П.М. Остапенко — рекорд высоты в горизонтальном полете — 22 670 м. В протоколе ФАИ об установлении рекордов самолет был указан как «Е-166». Закрытие программы испытаний ракет «К-9» привело к прекращению полетов на «Е-152».

 

Гиперзвуковой разведчик-бомбардировщик «Тип 307». Работу над его проектом в ОКБ им. А. И. Микояна начали еще в начале 90-х гг., но вернулись к ней только в 1998 г. Фюзеляж самолета будет сварен из листовой стали, а силовая установка — состоять из 2 комбинированных двигателей. До скорости М = 3,5 они будут работать как обычные турбореактивные, после чего переходить в режим прямоточного двигателя. Скорость самолета, по расчетам специалистов, должна достигать 4 250 км/ч (М = 4) на высоте 25—27 км. Расчетная взлетная масса составит примерно 80 т, из которых около половины придется на топливо.

Из-за больших скоростей полета «Т-4» и вследствие этого нагрева конструкции самолета до 300° от фонаря пилотской кабины решили отказаться. От него остался лишь круглый люк вверху, на крышке которого на первой машине был установлен перископ, которым летчик пользовался при взлете и посадке. В прочих же режимах полет проходил вслепую, по приборам. Но у пилотов-испытателей такое ограничение не вызывало трудностей, поскольку машина была проста в пилотировании и обладала хорошей устойчивостью.

Самолет «Т-4» оснастили несколькими комплексами радиоэлектронного оборудования: навигационным — на базе системы с индикацией на планшете и многофункциональными пультами управления, прицельным — на базе радиолокатора переднего обзора с большой дальностью обнаружения, разведки — включавшем оптические, инфракрасные, радиотехнические датчики, а также впервые применявшийся радиолокатор бокового обзора. Автоматизация управления бортовым оборудованием была столь высока, что позволила ограничить экипаж самолета летчиком и штурманом-оператором.

22 августа 1972 г. пилот Герой Советского Союза В. Ильюшин вместе с заслуженным штурманом СССР А. Алферовым поднял «Т-4» в воздух. Полет продолжался 40 мин. В девятом испытательном полете 6 августа 1973 г. машина перешла звуковой барьер, показав число М = 1,3. Маршал авиации П. Кутахов, выбираясь из кабины после осмотра самолета, воскликнул: «Настоящее русское чудо!» «Т-4» был способен поражать наземные и надводные цели на удалении до 3000 км. Однако создание в ОКБ А.Н. Туполева нового бомбардировщика «Ту-22М» стало началом конца «Сотки». Ее последний полет состоялся 22 января 1974 г.





Авиация и космонавтика, вооружения, hi-tech, открытия, концепции и изобретения...

Наука, техника, изобретения © 2009-