Столетняя история “летающего крыла” - Дмитрий Соболев

В конце концов на самолете установили новые двигатели "Франклин". По мощности они почти вдвое превосходили "Лайкоминги". Однако возникла новая проблема — перегрев. В связи с этим полеты проходили обычно на пониженных оборотах двигателей, приходилось избегать продолжительного набора высоты. Но, как бы то ни было, N-1M стал летать.

Из-за недостаточной мощности двигателей "Лайкоминг" N-1M мог летать только у самой земли.

N-1M после модификации.

К концу 1941 г. на самолете выполнили несколько десятков полетов, некоторые — продолжительностью более часа.[4] Кроме отмеченной выше нестабильности работы элевонов (вызванной, как выяснилось, влиянием образующихся за крылом вихрей) у летчиков вначале были претензии к продольной и, особенно, к боковой устойчивости машины. В частности, сообщалось о заметных колебаниях типа "голландский шаг" — явлении, с которым, как, наверное, помнит читатель, столкнулись в 30-е годы при испытаниях "Стрелы".

Благодаря предусмотренной Нортропом "конвертируемости" конструкции N-1M создателям самолета в процессе испытаний удалось устранить большинство указанных недостатков. Для этого увеличили стреловидность крыла, уменьшили его V-образность, отказались от отгиба законцовок вниз (для путевой устойчивости оказалось достаточно стреловидности). По рекомендации известного аэродинамика Теодора фон Кармана была увеличена хорда элевонов, после чего продольное управление заметно улучшилось.

Все это дало Джеку Нортропу основания заявить об успешном завершении испытаний экспериментальной машины и о готовности приступить к разработке самолета практического предназначения. В сентябре 1941 г. на совещании представителей Технического управления военно-воздушных сил было принято решение поручить фирме Нортроп создание тяжелого бомбардировщика схемы "летающее крыло". Планировалось, что он будет иметь дальность полета 16000 км, крейсерскую скорость 480 км/ч, практический потолок 12000 м и при этом сможет нести 4500 кг бомб. Такие характеристики должны были быть достигнуты благодаря высокому аэродинамическому качеству "летающего крыла" и снижению веса конструкции из-за отсутствия фюзеляжа и распределения полезной нагрузки вдоль размаха крыла. Необычно большая дальность полета позволила бы самолету наносить бомбовые удары по Германии с территории США или Канады. Это имело большое стратегическое значение, так как в случае захвата Британских островов Германией американцы лишилась бы своей единственной базы в Европе. Поэтому идею создания "супербомбардировщика" горячо поддержал командующий военно- воздушными силами армии США генерал Г.Арнольд.

Экспериментальные N-9M в анагаре около строящегося бомбардировщика ХВ-35.

Работы по бомбардировщику начались с постройки и испытаний его прототипов, сделанных в масштабе 1:3. Всего было изготовлено четыре таких самолета. Они имели обозначение N-9M.

По схеме N-9M был, в общем, идентичен экспериментальному N-1M (в его конечной конфигурации), но имел более мощные двигатели и был больше по размерам. Основные изменения в конструкции коснулись механизации крыла. Помимо элевонов N-9M имел посадочные закрылки и специальные балансировочные рули на концах крыла, отклоняемые вверх для уравновешивания аэродинамических сил, возникающих при выпуске закрылков. Органы путевого управления представляли собой раскрывающиеся наподобие раковины моллюска скругленные законцовки крыла.

Первый экземпляр N-9M-1 поднялся в воздух 27 декабря 1942 г. с аэродрома военно-воздушной базы в Мюроке. Самолет имел двухместную кабину, но обычно летчик-испытатель летал один. Через пять месяцев после первого полета, налетав 22,5 часа, N-9M-1 попал в штопор и разбился. Пилот, Макс Констант, до последнего момента пытался спасти машину и не успел воспользоваться парашютом.

N-9M продемонстрировал хорошие летные качества.

Летом 1943 г. начались испытания N-9M-2 с одноместной кабиной и увеличенным запасом топлива. Самолет продемонстрировал удовлетворительную устойчивость и управляемость, за исключением полета на очень больших углах атаки, когда срыв потока с верхней поверхности крыла нарушал работу элевонов. Испытания продолжались до апреля 1944 г., за это время N-9M-2 совершил 33 полета общей продолжительностью 23 часа.

Чтобы улучшить управляемость на больших углах атаки, на следующей модели, N-9MA, на крыле вдоль передней кромки сделали щели. Они действовали как предкрылки: протекающий через них воздух препятствовал срыву потока с верхней поверхности крыла. Вместо раковиноподобных аэродинамических тормозов конструкторы применили расщепляющиеся поверхности, уже опробованные на N-1M. Они выполняли сразу три функции: рулей направления (при одностороннем действии), обычных воздушных тормозов (при одновременном раскрытии) и балансировочных поверхностей, нейтрализующих пикирующий момент от посадочных закрылков. Управление элевонами было снабжено гидроусилителем.

С июня по октябрь 1944 г. на N-9MA произвели 50 полетов. На этот раз никаких претензий к летным качествам машины не возникало. Самолет легко выходил из штопора, летчик мог выполнять на нем фигуры высшего пилотажа, даже мертвые петли.

Последним из серии N-9 стал двухместный N-9MB. На самолете стояли двигатели Франклин 0-540-7, имеющие мощность 300 л.с. В мае 1946 г. на нем совершил полет капитан ВВС Глен Эдвардс. По его словам, "самолет летал на удивление хорошо, был устойчивее и значительно легче в управлении, чем можно было бы предположить".[5]

Этот полет стал последним в четырехлетней программе летных исследований прототипа тяжелого бомбардировщика. Весной 1946 г. начались испытания самолета Нортроп ХВ-35 — первого в мире четырехмоторного "летающего крыла".

ХВ-35 отличался поистине гигантскими размерами: крыло имело размах 52,4 м, его удлинение равнялось 7,4, стреловидность по передней кромке — 27°, относительная толщина профиля — 19%. Вес пустого самолета был 43244 кг, взлетный вес со стандартной нагрузкой — 76340 кг, максимальный взлетный вес — 102290 кг. В момент своего появления это был самый тяжелый самолет в мире. По площади крыла и весу он почти втрое превосходил знаменитый бомбардировщик-'летающую крепость" Боинг В-17.

Самолет имел цельнометаллическую конструкцию из нового алюминиевого сплава 75S. В центральной части крыла высотой 2,13 м находилась кабина экипажа. Первый пилот сидел на возвышении, под каплевидным прозрачным обтекателем. Остальные члены команды — второй пилот, штурман, бортинженер, радист, бомбардир и три стрелка — располагались в отсеке в передней части крыла. Обзор вперед обеспечивали толстые плексигласовые панели длиной 1,5 и высотой 0,6 м. Позади кабины экипажа имелось отдельное помещение для отдыха, оборудованное спальными местами на 6 человек, туалет и даже небольшая кухня. Это было необходимо, так как согласно расчетам самолет мог лететь без посадки более 30 часов. Общая площадь жилых помещений составляла 27,9 м². Они были герметичны и имели систему кондиционирования воздуха.

За "обитаемой зоной" находилось восемь бомбоотсеков, внутри которых можно было разместить 4500 кг бомб. Вместо обычных створок бомболюки закрывались шторками из тонких листов нержавеющей стали. При открытии шторки сдвигались в горизонтальной плоскости и наматывались на барабан.

Бензобаки вмещали 38 тысяч литров топлива. Они имели мягкую конструкцию из самозатягивающегося прорезиненного материала. Баки располагались как в центральной, так и в концевых частях крыла. В случае особо дальних полетов предусматривалась установка в бомбоотсеках дополнительных бензобаков. Общий запас горючего при этом составлял 68 тысяч литров.

Самолет был хорошо вооружен для защиты от истребителей: на борту имелось 20 крупнокалиберных пулеметов. Они стояли попарно или по четыре на 7 дистанционно управляемых турелях. Четыре турели находились на консолях крыла (по две сверху и снизу), две — в районе кабины экипажа и одна — в конусообразном обтекателе за крылом.

В "машинном отделении" крыла располагались четыре 28-цилиндровых звездообразных двигателя Пратт-Уитни R-4360, каждый из которых развивал мощность 3000 л.с. Для сохранения мощности на большой высоте они были снабжены турбокомпрессорами. Воздух, необходимый для питания двигателей и для их охлаждения, поступал через большие вырезы в передней кромке крыла.

Посредством длинного вала и трансмиссии каждый двигатель приводил в движение два установленных на одной оси четырехлопастных винта, вращающихся в противоположных направлениях. Винты фирмы Гамильтон Стандарт имели диаметр 4,67 м, их лопасти могли автоматически менять угол установки в зависимости от режима полета. Обтекатели валов двигателей выступали из крыла и этим улучшали путевую устойчивость, играя роль своеобразных вертикальных килей.