Столетняя история “летающего крыла” - Дмитрий Соболев

SR-71 — самый скоростной серийный самолет.

Основные стойки шасси имели не два или четыре, как принято, а три колеса. Покрышки были сделаны из специального синтетического материала, сохраняющего прочность при высоких температурах. Они выдерживали разбег до скорости 555 км/ч.

SR-71 поступил на вооружение летом 1966 г., до конца 1967 г. был построен 31 самолет. Стоимость каждого из них превышала 50 млн. долларов. SR-71 использовался почти во всех "горячих точках" планеты, но сбить его ни разу не удалось. Вместе с тем, довольно много машин погибло в авариях: только за один 1967 г. было потеряно три самолета.

При полете на задание SR-71 обычно взлетал с неполными баками. Затем он получал топливо от самолета-заправщика и на сверхзвуковой скорости совершал облет и фотографирование цели. Радиус действия самолета составлял около 2500 км, максимальная скорость полета — 3420 км/ч (на высоте более 23 км), практический потолок — 25000 м.

По отзывам летчиков, на дозвуковой скорости самолет довольно неповоротлив, на сверхзвуке пилотировать его приятнее. Благодаря наличию электронной системы повышения устойчивости он хорошо "держит" заданную траекторию полета. Никакой посадочной механизации на крыле нет, но из-за образующейся при приземлении мощной "воздушной подушки" посадочная скорость SR-71 не больше, чем у других тяжелых сверхзвуковых самолетов — около 300 км/ч.[42]

Мощный кондиционер поддерживал в кабинах летчика и оператора бортового оборудования нормальную температуру. После посадки экипаж еще с полчаса должен был находиться в самолете, дожидаясь, пока остынет раскаленный фюзеляж и к кабине можно будет приставить стремянку для выхода.

SR-71 находились на вооружении более 20 лет. Общий налет всего парка самолетов составил 53490 часов, из них 11675 часов — со скоростью М>3. Предполетная подготовка этой сверхсложной машины требовала массу времени, а один вылет стоил многие десятки тысяч долларов, так что существование "чудо-разведчика" обходилось стране недешево. В конце 80-х годов, в связи с развитием технических возможностей спутников-"шпионов" с одной стороны, и с "потеплением" международной обстановки, связанным с демократическими переменами в СССР — с другой, было принято решение снять SR-71 с вооружения. Из оставшихся к этому времени 20 самолетов часть передали в музеи (в частности — в Музей ВВС в Райт-Филде и в Аэрокосмический музей в Вашингтоне), три SR-71 направили в НАСА для использования при исследованиях атмосферы, а несколько экземпляров законсервировали, чтобы при необходимости их можно было снова ввести в строй. В 1994 г. Конгресс США решил вернуть на вооружение три машины, предварительно переоснастив их самым современным оборудованием.

SR-71 является держателем многих абсолютных мировых рекордов. Среди них — рекорд скорости на дистанции 15 — 25 км (3530 км/ч) и рекорд высоты в горизонтальном полете, равный 25929 м. Они были установлены в 1976 г. и остались непревзойденными. Последний рекорд SR-71 поставил 6 марта 1990 г. во время перелета из Калифорнии в Вашингтон для передачи самолета в Аэрокосмический музей. Расстояние от Тихого до Атлантического океана SR-71 преодолел за 67 минут 54 секунды, показав на этом сверхдальнем маршруте среднюю скорость 3418 км/ч.

В конце 60-х — начале 70-х годов в СССР также велись работы по созданию "трехмахового" боевого самолета-"бесхвостки". Речь идет о проекте стратегического многоцелевого ударно-разведывательного самолета ОКБ П.О.Сухого Т-4МС ("200") со взлетным весом 170 т и расчетной дальностью полета 16000 км. Он должен был действовать на высокой скорости как с больших (11 — 18 км), так и с предельно малых высот. Замысел не был реализован, но с технической точки зрения он настолько интересен, что о нем нельзя не рассказать. Вспоминает один из авторов проекта, Олег Сергеевич Самойлович:

Так, согласно проекту, выглядел бы в полете ракетоносец Т-4МС.

"Аванпроект самолета Т-4МС разрабатывался по конкурсу, проводимому между конструкторскими бюро П.О.Сухого, А.Н.Туполева и В.М.Мясищева во исполнении Постановления ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 28.11.1967 г. В качестве первоначального варианта самолета в КБ Сухого рассматривалась возможность воспроизводства в увеличенном масштабе двухрежимного дальнего самолета-ракетоносца Т-4М схемы "утка" с крылом изменяемой стреловидности (модификация сверхзвукового самолета-ракетоносца с крылом типа "двойная дельта" Т-4). Однако проведенные проработки показали, что прямое масштабное изменение самолета Т-4М приводит к резкому росту габаритов и веса самолета и невозможности размещения всей заданной номенклатуры вооружения. Стало ясно, что нужно искать новые варианты аэродинамической компоновки самолета.

Окончательным вариантом компоновки, принятым в аванпроекте, явилась схема типа "летающее крыло" малого удлинения, оснащенное поворотными консолями малой (по отношению к несущему корпусу) площади.

Компоновочная схема была разработана ведущим конструктором Л.И.Бондаренко под руководством начальника отдела проектов О.С.Самойловича и главного конструктора Н.С.Чернякова.

Профиль несущего корпуса с относительной толщиной 6% имел деформацию срединной поверхности и геометрическую крутку, обеспечивающую самобалансировку самолета на скорости полета М = 3. Деформация и крутка распространялись и на поворотные консоли, имевшие переменную по размаху толщину — от 11% до 7%.

Фюзеляж, как таковой, на самолете отсутствовал, строительные высоты обеспечивали нормальное размещение кабины экипажа и отсеков вооружения внутри несущего корпуса.

Поворотные консоли имели предкрылки и поворотные закрылки, расположенные по всему размаху консолей.

Балансировка и управление самолетом в продольном канале осуществлялись рулями высоты, расположенными на задней кромке несущего корпуса между мотогондолами. Для создания дополнительного кабрирующего момента при отклоненных закрылках на режимах взлета и посадки самолета применялись щитки, расположенные на верхней поверхности несущего корпуса над мотогондолами.

Обеспечение устойчивости и управляемости в путевом канале осуществлялось двумя цельноповоротными килями. Органами поперечного управления служили кренеры (разновидность интерцепторов, предложенная Л.И.Бондаренко), расположенные на верхней поверхности поворотных консолей.

Система управления самолетом — электродистанционная, с четырехкратным резервированием, обеспечивающая искусственную устойчивость при собственной статической неустойчивости 2 — 3%.

По результатам испытаний моделей самолета в аэродинамических трубах ЦАГИ были получены очень высокие значения максимального аэродинамического качества: 17,5 на М = 0,8 (крыло развернуто) и 7,3 на М = 3,0 (крыло сложено).

Самолет проектировался под двигатели К-101 с изменяемой, в зависимости от режима полета, степенью двухконтурности (главный конструктор П.А.Колесов). На Т-4МС должны были стоять 4 двигателя с максимальной тягой по 20 т каждый, расположенные в двух мотогондолах, подвешенных под несущим корпусом.

В конструкции самолета широко использовались композиционные материалы и высокопрочные титановые сплавы, что позволяло при нормальном весе боевой нагрузки 9 т, размещаемой в двух отсеках вооружения, получить весовую отдачу по топливу, равную 62%.

Экипаж состоял из летчика, штурмана-оператора и бортинженера, которые находились в кабине, не имевшей традиционного фонаря. Обзор вперед был возможен только при отклоненной вниз (режимы взлета, посадки и полета на малой высоте) носовой части несущего корпуса. Это конструкторское решение было заимствовано с самолета Т-4, проходившего испытания в 1972-1973 гг.

Итоги конкурса подводились в 1971 г. По заключениям специалистов МАП и ВВС лучшим был признан проект ОКБ П.О.Сухого. Однако в силу большой загрузки ОКБ (в это время на различных стадиях разработки находились самолеты Су-24, Су-25, Су-27) проектирование стратегического многоцелевого самолета было поручено ОКБ А.Н.Туполева. Этим самолетом стал Ту-160."

Создание системы искусственной устойчивости, о которой упоминалось в описании проекта Т-4МС, послужило импульсом к появлению новых самолетов-"бесхвосток".

Идея применения на летательном аппарате принципа искусственной устойчивости не нова. О такой возможности писал еще К.Э.Циолковский.[43] В 1947 г. Джек Нортроп на заседании Королевского аэронавтического общества в Лондоне высказал мысль о создании бесхвостых самолетов с искусственной устойчивостью. Суть идеи, как отмечал конструктор, "...заключается в расположении центра тяжести за аэродинамическим центром давления, при этом теряется продольная устойчивость, считавшаяся ранее необходимой для всякого удовлетворительного самолета; ее заменяют надежными (а, возможно, дублированными) автопилотами, которые перенимают функцию устойчивости у планера и смогут, по всей вероятности, лучше поддерживать самолет в надлежащим положении, чем при обычном методе. ...Если центр тяжести находится позади аэродинамического центра, то самолет будет продольно сбалансирован при большом угле атаки и отклоненных вниз, а не вверх от нейтрального положения закрылках или рулях высоты, что увеличит кривизну профиля и повысит подъемную силу крыла".[44]