Столетняя история “летающего крыла” - Дмитрий Соболев

Более удачным был американский экспериментальный самолет Нортроп Х-4. Его построили с той же целью, что и DH-108: для исследования пилотажных свойств бесхвостого реактивного самолета со стреловидным крылом и заключения о целесообразности применения такой конфигурации на скоростном истребителе. Заказчиками Х-4 являлись ВВС США и НАКА.

Решение о постройке двух Х-4 было принято в 1946 г., а их изготовление завершилось в 1948 г. Подчиняясь требованиям заказчиков, Д.Нортроп отошел от культивируемой им в течение многих лет схемы "летающее крыло". Как DH-108, Х-4 имел обычный фюзеляж с расположенным сзади килем. Крыло — со сравнительно тонким профилем (10%) и со стреловидностью 42°. Сверху стояли аэродинамические гребни. Два турбореактивных двигателя J-30 находились по бокам фюзеляжа. Органы управления — элевоны и расположенный на киле руль направления.

Для того, чтобы в случае потери эффективности рулей под воздействием скачков уплотнения летчик мог быстро погасить скорость и восстановить управляемость самолета, посадочные закрылки сделали расщепляющимися. Раскрываясь вверх и вниз, они превращались в мощные аэродинамические тормоза.

По размерам Х-4 был меньше, чем DH-108. Видимо из-за миниатюрности самолету присвоили название "Бэнтам", что можно перевести примерно как "мал да удал".

В ноябре 1948 г. первый Х-4 доставили на базу ВВС в Мюроке, а 16 декабря Чарльз Таккер совершил на нем первый полет. Начавшиеся вскоре сильные дожди покрыли поверхность земли водой, и испытания пришлось прервать до весны следующего года. Из-за многочисленных неполадок в топливной системе полеты чередовались с ремонтами, поэтому за год удалось выполнить только 9 вылетов. В конце концов испытания самолета решили прекратить, сконцентрировав усилия на втором экземпляре Х-4 с более надежной системой питания двигателей.

Нортроп Х-4 № 2 впервые поднялся в воздух 7 июня 1949 г. До 1953 г. на нем было осуществлено 102 полета. Самолет испытывался по программе ВВС, затем его передали в распоряжение НАКА. На Х-4 летали такие известные испытатели, как Чарльз Егер и Фрэнк Эверест.

В отличие от своего английского "коллеги" Х-4 не стал самолетом-рекордсменом. Зато вся программа испытаний прошла без единой аварии и даже без сколь-либо серьезных летных происшествий. Были достигнуты максимальная скорость 1006 км/ч (М = 0,92), скороподъемность 39 м/с, потолок 12900 м.

Вместе с тем полеты Х-4 показали, что отсутствие горизонтального оперения не является панацеей от опасных явлений, возникающих на околозвуковых скоростях. При достижении М = 0,76 самолет начинал "рыскать" по курсу, эффективность элевонов снижалась, а на М = 0,88 возникали неконтролируемые колебания относительно всех трех осей.[20]

На основании результатов испытаний специалисты пришли к выводу о нецелесообразности применения схемы "бесхвостка" на реактивных самолетах, рассчитанных на околозвуковую скорость полета.

Нортроп Х-4 № 2 с раскрытыми аэродинамическими тормозами.

Тем не менее, один такой самолет-"бесхвостка" был создан, строился в серии и состоял на вооружении. Речь идет об американском палубном истребителе Чанс-Воут F7U "Катлэсс" ("Абордажная сабля").

В 1946 г. ВМС США, по примеру ВВС, занялось переоснащением своей авиации с поршневой на реактивную. Был объявлен конкурс на создание истребителя с околозвуковой скоростью полета. Победителем оказалась фирма Чанс-Воут, представившая проект двухдвигательного самолета-"бесхвостки".

Проектирование этого истребителя началось в августе 1945 г., вскоре после того, как конструкторы фирмы познакомились с немецкими материалами по реактивным самолетам. За основу будущей машины был взят проект бесхвостого истребителя фирмы Арадо. Использование такой схемы привлекало не только возможностью уменьшить коэффициент лобового сопротивления, но и компактностью такого самолета, что в условиях базирования на авианосцах отнюдь немаловажно.

Контракт с ВМС на постройку двух опытных истребителей XF7U-1 был подписан в июне 1947 г., год спустя начались их испытания. По схеме самолет несколько напоминал экспериментальный Нортроп Х-4, но имел более вытянутый вперед фюзеляж и расположенное на крыле двухкилевое вертикальное оперение. В отличие от других "бесхвосток" кили у него находились не на концах крыла, а приблизительно на 1/3 его размаха. Это сделали для того, чтобы, когда самолет находится на авианосце, концы крыла можно было складывать вверх. На крыле имелись элевоны, аэродинамические тормоза и автоматические предкрылки. Путевое управление обеспечивали рули направления на килях. Так же, как элевоны, они приводились в действие с помощью гидроусилителей. Двигатели — Вестингауз J-34, с тягой по 1360 кгс.

29 сентября 1948 г. летчик-испытатель Роберт Бейкер поднял "Катлэсс" в полет. Вскоре завод фирмы Чанс-Воут в Далласе выпустил первую партию из 14 истребителей F7U-1, вооруженных четырьмя 20-мм пушками. Они предназначались, главным образом, для войсковых испытаний. Результаты полетов оказались неутешительными: было потеряно пять самолетов, погибло два летчика.

Чаще всего аварии случались при взлете с палубы. После катапультного старта летчик, как обычно, резко брал ручку на себя чтобы начать подъем, но при отклонении элевонов вверх (а из-за сравнительно малого расстояния до центра тяжести их сделали необычно большими) подъемная сила крыла падала и самолет "проваливался". Трудной была и посадка, так как из-за отсутствия посадочных закрылков и относительно малого удлинения крыла ее приходилось выполнять под большим углом атаки.

В конце 1951 г. на испытания вышел усовершенствованный вариант самолета — F7U-3. Он имел значительно более мощные двигатели Вестингауз J-46 с системой дожигания (2770 кгс на форсаже и 2180 кгс — на бесфорсажном режиме), увеличенный запас топлива и измененную форму килей, вытянутое вперед основание которых выполняло функцию аэродинамических гребней. Чтобы улучшить обзор из кабины кресло пилота приподняли вверх, а для облегчения взлета переднюю стойку шасси удлинили и снабдили механизмом, позволяющим во время разбега увеличить угол наклона фюзеляжа с 9° до 20°. В связи с установкой в носу самолета радиолокатора пушки перенесли с нижней части фюзеляжа на верхнюю поверхность воздухозаборников.

В этом виде истребитель поступил на вооружение. Всего было построено 228 самолетов, из них 98 — с управляемыми ракетами на пилонах. F7U-3 применялся до 1957 г., базируясь как на авианосцах, так и на прибрежных аэродромах. Это был первый серийный самолет-"бесхвостка" с турбореактивными двигателями.

Для начала 50-х годов "Катлэсс" имел неплохие летные данные. Его максимальная скорость была 1050 км/ч, скороподъемность — 57 м/с, потолок — 13500 м, радиус действия — около 450 км. Самолет обладал хорошей маневренностью, не уступая по этому показателю таким известным истребителям, как F-86 "Сейбр" и МиГ-15.

Палубный истребитель Чанс Воут F7U-3 — первая американская серийная "бесхвостка '.

Модель самолета И.В.Четверикова.

Вместе с тем, даже после доработок F7U-3 отличался высокой аварийностью: число аварий на 1000 часов полета было почти вдвое больше, чем в среднем в морской авиации США в 1950-е годы. Еще более впечатляют конкретные цифры: за четыре года эксплуатации "Катлэссов" произошло 78 серьезных летных происшествий, из них свыше четверти — со смертельным исходом.[21]

Неудивительно, что после снятия с вооружения F7U-3 их не передали, как обычно, в резерв авиации флота, а просто списали. 9 самолетов сохранились. Их можно увидеть в музеях США, они стоят как памятники на авиабазах, в аэропорте г.Далласа, в Уитонском национальном парке.

Одновременно с разработкой "Катлэсса", в СССР в ОКБ И.В.Четверикова также велось проектирование боевой "бесхвостки" ЛК с двумя турбореактивными двигателями РД-45. Но советский самолет создавался как разведчик и бомбардировщик и должен был обладать большими размерами и весом. По расчетам машина могла бы развивать скорость 950 км/ч и иметь весьма большую для реактивного самолета дальность полета — 3000 км. К лету 1948 г., когда вышел приказ о закрытии ОКБ Четверикова, его сотрудники успели закончить проектирование и изготовили полноразмерный макет самолета.[22]

Появление турбореактивного двигателя предопределило интерес к тяжелым транспортным самолетам схемы "летающее крыло". Еще во время войны начали появляться публикации, в которых отмечались такие преимущества реактивного "летающего крыла" по сравнению с поршневыми самолетами этой схемы, как большие высота и скорость полета, удобство компоновки реактивных двигателей внутри крыла, снижение вибрации и шума, возможность ламинаризации обтекания благодаря отсосу пограничного слоя с помощью установленных в крыле ТРД, уменьшение высоты шасси (при применении поршневых двигателей высота шасси определялась диаметром воздушных винтов).[23]