Столетняя история “летающего крыла” - Дмитрий Соболев

Фюзеляж имел круглое сечение. Впереди находился отсек радиолокатора, за ним — гермокабина. Экапаж состоял из пяти человек. Сверху, под обтекателем, сидели первый и второй пилот; на "нижней палубе", спиной к летчикам, располагались бортрадист, штурман-бомбардир и оператор систем радиолокационного противодействия. За кабиной находился бомбоотсек длиной 8,5 м, рассчитанный на подвеску двадцати одной 454-кг бомбы.

Несмотря на все старания проектировщиков взлетный вес "Вулкана" — 68 тонн — в полтора раза превысил заданный в тактико-технических требованиях. Для того, чтобы уменьшить нагрузку на поверхность аэродромов, самолет снабдили многоколесным шасси. Каждая из подкрыльевых стоек имела по восемь колес, передняя опора — двухколесная.

Когда планер бомбардировщика был почти готов, выяснилось, что фирма Бристоль еще не закончила доводку "Олимпа". Чтобы не оттягивать начало испытаний, на первом самолете решили установить менее совершенные, но зато освоенные производством ТРД Роллс-Ройс "Эвон" с тягой 2950 кгс. Спеша приступить к полетам (на "пятки" наступал конкурент — бомбардировщик "Виктор" фирмы Хендли Пейдж), конструкторы Авро не стали герметизировать кабину, а топливные баки установили пока только в фюзеляже.

В таком виде 30 августа 1952 г. "Вулкан" совершил первый полет (летчик Р.Фок). При этом случилось небольшое происшествие: воздушный поток сорвал обтекатели, закрывающие убранные в крыло стойки шасси. Но так как вначале полеты должны были происходить на малых скоростях, на это решили не обращать внимания и продолжить испытания. В сентябре бомбардировщик, сопровождаемый двумя Авро-707, совершил полет на выставке в Фарнборо и, по отзывам прессы, был "гвоздем" аэрошоу.

После 32 часов полетов, продемонстрировавших нормальную устойчивость и управляемость машины, самолет вернули в сборочный цех для установки двигателей Армстронг Сиддли "Сапфир" с тягой по 3640 кгс. Одновременно бомбардировщик снабдили гермокабиной и крыльевыми топливными баками. Все это позволило летом 1953 г. приступить к его испытаниям на больших скоростях. По этой программе было выполнено 57 полетов.

Между тем на аэродром вышел второй экземпляр "Вулкана", со "штатными" двигателями Бристоль "Олимп" 100. Максимальная тяга каждого из них равнялась 4300 кгс. Испытания самолета начались в сентябре 1953 г.

Установка "Олимпа" позволила еще повысить скорость полета. Однако при числе Маха более 0,75 испытатели столкнулись с сильной вибрацией горизонтальный рулей. Это происходило из-за образования скачков уплотнения на крыле. Чтобы устранить это опасное явление, переднюю кромку сделали не прямой, а с изломом, увеличив длину хорды в зоне расположения рулей. Относительная толщина профиля на этом участке уменьшилась с 9,4% до 7,9%, и преждевременное образование скачков уплотнения прекратилось. Кроме того, для уменьшения индуктивного сопротивления концам крыла придали коническую крутку, а чтобы перемещение фокуса крыла на околозвуковых скоростях не влияло на пилотирование, на самолете установили устройство, автоматически отклоняющее рули высоты для сохранения продольной балансировки.

"Вулкан" В.2 во время одного из демонстрационных полетов.

В таком модифицированном виде в 1955 г. началось серийное производство бомбардировщика под маркой "Вулкан" В.1. Оно продолжалось до 1958 г., было выпущено 45 самолетов. С двигателями "Олимп" 101 (4x5000 кгс) бомбардировщик мог летать со скоростью 1030 км/ч, имел потолок 16800 м и дальность 4830 км с 9500 кг бомб на борту.

В сентябре 1956 г. на первом серийном "Вулкане" был совершен перелет из Лондона в Австралию и Новую Зеландию. Он прошел успешно, но на обратном пути при посадке в лондонском аэропорту Хитроу во время сильного тумана самолет разбился, погибли три члена экипажа. Так как катастрофа не была вызвана неисправностью в конструкции и системах "Вулкана", это печальное событие не повлияло на серийный выпуск самолета.

В 1958 г. на смену "Вулкану" В.1 пришел вариант В.2. Он отличался более мощными ТРД "Олимп"016 (позднее — "Олимп"301), удлиненной задней частью фюзеляжа, в которой разместили дополнительное оборудование, и увеличенным на 3,6 м размахом крыла. Вместо раздельных элеронов и рулей высоты на крыле установили элевоны. Взлетный вес самолета достиг 90 тонн, но в связи с увеличившейся площадью крыла нагрузка на 1 м² почти не изменилась. Максимальная скорость полета В.2 составила 1050 км/ч, потолок — 18000 м.

Производство самолетов "Вулкан" завершилось в 1964 г. Почти за 30 лет эксплуатации в ВВС эти бомбардировщики зарекомендовали себя как вполне надежные машины. Однако выпустили их сравнительно мало: в общей сложности около 60 экземпляров. Это объясняется тем, что в конце 50-х годов правительство Великобритании приняло решение о сокращении расходов на военную авиацию, сделав, как и другие страны, ставку на развитие ракетного вооружения.

Другим направлением в работах по "бесхвосткам" с дельта-крылом в Англии было изучение перспективности такой схемы для создания сверхзвуковых самолетов. Очевидно, что для этой цели требовалось очень тонкое треугольное крыло.

Экспериментальный P.III со снятыми законцовками крыла.

Стимулом послужили сообщения о полетах в США экспериментального самолета XF-92A и о планах создания фирмой Конвэр на его основе сверхзвукового истребителя. В конце 40-х годов английское министерство обороны предложило фирме Боултон Пол построить и провести испытания "бесхвостки" с тонким треугольным крылом, как у XF-92A. Разработку этой экспериментальной машины поручили на фирме конструкторской группе, возглавляемой Ф.Кроукомом и Д.Батчлером. Самолет получил обозначение Р.111.

Летные испытания Р.111 начались в октябре 1950 г. Самолет имел один воздухозаборник, в носу фюзеляжа. Он питал воздухом уже устаревший, но надежный ТРД Роллс-Ройс "Нин" с тягой 2300 кгс. Крыло — со стреловидностью 45° по передней кромке. С помощью съемных законцовок можно было изменять его размах и форму. С закрепленными законцовками крыло имело остроконечную форму и размах 11,1 м, когда законцовки снимали размах уменьшался до 9,1 м, а крыло приобретало форму треугольника со срезанными концами. Такой же возможностью "конвертироваться" обладал киль. Управление самолетом осуществлялось рулем направления и двухсекционными элевонами. Р.111 был рассчитан на высотные полеты с околозвуковыми скоростями, поэтому имел герметизированную кабину и гидроусилители в системе управления. При приближении к скорости звука предусматривалось автоматическое отклонение элевонов вверх для противодействия затягиванию в пикирование.

Во время демонстрационных полетов на аэрошоу в Фарнборо в 1952 г. маневренность и скороподъемность миниатюрного Р.111 впечатлили присутствующих. Однако основной задачей самолета была проверка аэродинамических характеристик дельта-крыла на различных скоростях: от минимальной до М = 0,93 —0,96. Чтобы следить за характером обтекания, на крыло наклеивали тонкие шелковые нити, а установленная на киле кинокамера фиксировала их отклонения в воздушном потоке.

Испытания Р.111 проходили около двух лет, затем самолет доработали (в частности снабдили аэродинамическими тормозами) и полеты продолжились.

Модифицированный Р.111А летал до июня 1958 г. и дал много ценных сведений об аэродинамике треугольного крыла.[26]

Если Р.111 был только первым шагом на пути к освоению больших скоростей, то "бесхвостка" Фейри FD.2 являлась уже настоящим сверхзвуковым самолетом. 12 марта 1956 г. Питер Твисс установил на нем абсолютный мировой рекорд скорости — 1822 км/ч. Это почти на 500 км/ч превышало прежний рекорд, достигнутый в 1955 г. на американском истребителе F-100.

К моменту начала работ по FD.2 фирма Фейри уже имела опыт проектирования аппаратов с треугольным крылом. В конце 40-х годов там занимались созданием небольшого реактивного самолета, который должен был взлетать без разбега с установленной на автомобиле наклонной рампы. Правительство не поддержало идею создания истребителя-перехватчика по типу этой своеобразной пилотируемой зенитной ракеты и предложило "Фейри" построить новый экспериментальный самолет с дельта-крылом, предназначенный для освоения сверхзвукового диапазона скоростей. Главный конструктор фирмы, Р.Ликли, рассказывает:

"Препятствием на пути развития сверхзвуковых самолетов в нашей стране после войны 1939—1945 гг. было мнение, что использование для этих целей пилотируемых аппаратов слишком опасно; однако затем возобладали более реалистические взгляды. В 1947 г. министерство обороны заявило о планах создания такого самолета, и в 1949 г. мы направили в министерство техническое описание летательного аппарата, предназначенного для исследований транс- и сверхзвуковых скоростей вплоть до М= 1,5.

...Конструкция предусматривала применение дельтовидного крыла с удлинением 2, двигателя Роллс-Ройс RA.5 в фюзеляже и воздухозаборников в основании крыла. Все это должно было обладать минимальной лобовой площадью и не иметь выступающих частей. Вообще, основной задачей при проектировании являлось создание машины с минимально возможным весом и до предела уменьшенными площадями крыла и миделевого сечения фюзеляжа. Вместе с тем, это должен был быть самолет, способный нормально управляться в воздухе и на земле, достаточно большой для установки на нем двигателя RA.5 и имеющий такой запас горючего, который обеспечивал бы выполнение полноценных исследовательских полетов."[27]