Текст книги "Сверхзвуковые самолеты"

Автор книги: Эдмунд Цихош

Жанры:

Транспорт и авиация

сообщить о нарушении

Текущая страница: 23 (всего у книги 42 страниц)

Назад к карточке книги

Тайгер F-11 фирмы «Грумман»-одноместный истребитель– перехватчик-США, 1954 г.

Рис. 2.29. Истребитель-перехватчик «Тайгер» (модификации F-11F-1F).

Рис. 2.30. Самолеты «Блю энджелз» в показательном полете.

История создания. В январе 1953 г. Управления военно-морской авиации США заключило с фирмой «Грумман» контракт на разработку сверхзвукового истребителя-перехватчика, предназначаемого для замены околозвукового палубного самолета F9F-2 «Пантера» (выпускавшегося в модификациях 2,…,5) и его усовершенствованного варианта F9F-6 «Кугуар» (выпускавшегося в модификациях 6, 7, 8). Фирма представила проект, обозначенный G-98, который после утверждения получил военное обозначение XF9F-9, что указывало на связь нового самолета с двумя предыдущими самолетами этой фирмы. Однако, поскольку новый самолет существенно отличался от «Пантеры» и «Кугуара», перед началом серийного производства ему было присвоено новое обозначение F11F-1 (впоследствии, после введения в военной авиации США единой номенклатуры, обозначение было изменено на F-11A) и название «Тайгер» («Тигр») (в соответствии с традициями фирмы всем самолетам палубной авиации присваивались названия из отряда хищных кошек).

Тип XF9F-9 был испытан 30 июля 1954 г., т.е. спустя 15 мес. после подписания контракта. Первый заказ военно-морской авиации США предусматривал строительство 6 предсерийных самолетов. В 1954 г. был подписан контракт на поставку 39 серийных самолетов F11F-1. Позднее спрос на них настолько повысился, что до 31 января 1959 г. общее число выпущенных самолетов достигло 198.

Проведенные в марте 1955 г. испытания конкурирующего палубного истребителя «Крусейдер» фирмы «Чанс-Воут», отличающегося более высокой скоростью полета, вынудило фирму модифицировать самолет «Тайгер». В 1956 г. реконструкция самолета, осуществленная на базе новых двигателей более высокой тяги, была завершена. Самолет получил новое обозначение XF11F-2 (которое впоследствии было изменено на XF11F-1F) и стал называться «Супер-Тай– гер». Кроме применения нового двигателя, значительной модификации был подвергнут и планер самолета, благодаря чему удалось значительно улучшить летно-технические характеристики самолета, прежде всего его максимальную скорость. Однако в результате того, что на вооружение тем не менее был принят самолет «Крусейдер», а Федеративной Республике Германии и Японии были проданы лицензии на строительство самолета F-104 «Старфайтер», разработка самолета «Супер-Тайгер» была прекращена после изготовления двух опытных образцов. Таким образом, история «Тайгера» закончилась довольно неудачно.

Самым большим преимуществом самолета «Тайгер» была его просто необыкновенная маневренность и легкая управляемость, которые, как оказалось, предрешили неудачную карьеру этого самолета. Военно-морская авиация США приступила к использованию самолета «Тайгер» в начале 1958 г. В течение непродолжительного времени они выполняли роль истребителей-перехватчиков, а позднее были переведены в категорию истребителей-бомбардировщиков. В 1962 г., т.е. спустя едва четыре года после их принятия на вооружение, все «Тайгеры» были переведены в тыловые подразделения Командования по подготовке кадров США. В этих подразделениях они стали использоваться для выполнения тренировочных полетов в высшем пилотаже; только здесь их смогли оценить по достоинству, и именно здесь они получили мировую известность. Этому способствовало мастерство пилотов американской морской авиации, с блеском выполнявших индивидуальные и коллективные воздушные показательные выступления. Самолеты «Тайгер» F-11A этой серии получили название «Голубых ангелов» за свой цвет, акробатические качества, мастерство пилотов учебно-тренировочной авиации и зрительные эффекты, усиливаемые за счет цветного дыма.

Рис. 2.31. Проекции истребителя-перехватчика «Тайгер» F-11A.

Описание самолета. Самолет F-11A «Тайгер» фирмы «Грумман» представляет собой средне– план со стреловидным крылом, предназначаемый для базирования на авианосцах. Специфические требования эксплуатации палубных самолетов привели к тому, что в период проектирования особое внимание обращалось на грузоподъемность и массу самолета. Именно поэтому было использовано крыло с относительно малым углом стреловидности передней кромки (30°) и довольно большой толщиной профиля (6,5%), выполненное в виде двухлонже– ронной конструкции с панельной фрезерованной обшивкой из дюраля. Образуемые панелями и лонжеронами кессоны крыла использовались в виде двух топливных баков. Крыло оснащено предкрылками и закрылками, размещенными по всему размаху, за исключением складываемых консолей. Поперечное управление обеспечивают находящиеся перед закрылками интерцепторы и размещенные в складываемых консолях элероны.

Уменьшение массы планера самолета (по сравнению с другими палубными самолетами) было достигнуто и за счет применения ручного складывания консолей крыла (во всех остальных самолетах для этого применялись тяжелые и сложные гидравлические или электрические системы). На верхней поверхности крыла, на участке между предкрылками и интерцепторами, размещен аэродинамический гребень. В самолете «Супер-Тайгер» передняя кромка крыла в околофюзеляжной части выдвинута вперед («наплыв»), придавая ему тем самым большую стреловидность (около 60°), благодаря чему в этих частях крыла уменьшается относительная толщина профиля, увеличивается хорда и снижается сопротивление, вызванное интерференцией крыла с фюзеляжем. Кроме того, исключены элероны. «Тайгер», судя по публикациям, является первым самолетом в мире, при создании которого использовано правило площадей. Любопытно, что в соответствии с правилом площадей были выполнены и дополнительные подкрыльные топливные баки (емкостью 570 л).

Передняя часть фюзеляжа с размещенным в ней электрооборудованием и кабиной пилота имеет веретенообразную форму. Фонарь кабины пилота имеет каплевидную форму и выполнен из единого листа стекла. По бокам фюзеляжа несколько ниже кабины расположены нерегулируемые воздухозаборники, оборудованные устройствами для отвода пограничного слоя. В нижней части фюзеляжа установлены три воздушных тормоза-один под кабиной пилота, а два других в плоскости задней кромки крыла. В целях уменьшения продольного момента, возникающего после выдвижения закрылков, а также для повышения эффективности торможения интерцепторы могут быть использованы для аэродинамического торможения.

По причине того, что на самолете «Супер– Тайгер» использован двигатель других габаритов, потребовалось увеличение поперечного сечения воздухозаборников, выходного сопла двигателя и диаметра хвостовой части фюзеляжа, а также удлинение фюзеляжа самолета. Была изменена и конструкция фонаря кабины (в предыдущей модификации он состоял из трех частей и имел элементы жесткости), который стал изготовляться в виде цилиндрической оболочки, формуемой из одного листа стекла. В целях улучшения путевой устойчивости при больших скоростях полета в хвостовой части фюзеляжа установлены два небольших подфюзеляжных киля, которые автоматически выдвигаются в поток после убирания шасси. Горизонтальное и вертикальное хвостовое оперение-симметричное, стреловидное, нормальной схемы. Вертикальное оперение состоит из киля и руля направления (в самолете «Супер-Тайгер» уменьшено сужение и увеличен угол стреловидности задней кромки киля). Горизонтальное оперение, выполненное по комбинированной схеме, состоит из управляемого стабилизатора, снабженного рулями высоты. При малых скоростях полета и выдвинутых закрылках плоскость стабилизатора блокируется и управление по тангажу осуществляется обычным способом с помощью рулей высоты. Во всех других случаях используется управляемый стабилизатор. Шасси – трехстоечное (главные стойки с одинарными колесами, а передняя со сдвоенными). Передняя стойка шасси полностью убирается в фюзеляж. В целях предотвращения возможных повреждений хвостовой части фюзеляжа самолет оборудован убираемой удлиненной хвостовой пятой, которая при посадке на авианосце выполняет также роль посадочного крюка.

Двигательная установка. Опытные образцы самолета XF9F-9 оснащались турбореактивным двигателем фирмы «Райт» J65-W-7 тягой 33,34 кН (3400 кГ) без форсирования и 46,78 кН (4770 кГ) с форсированием. Серийные самолеты F11F-1 имели двигатели J65-W-4 тягой 34,72^9,03 кН (3540-5000 кГ). На самолетах модификации «Супер-Тайгер» устанавливались двигатели фирмы «Дженерал электрик» J79-GF-I тягой 53,44 кН (5450 кГ) и 66,67-71,10 кН (6800-7250 кГ) соответственно без форсирования и с форсированием. Вооружение. Вооружение первых серийных самолетов состояло из четырех пушек калибра 20 мм, расположенных попарно под воздухозаборниками. В остальных самолетах это вооружение было пополнено четырьмя (или двумя-в случае использования подвесных топливных баков) ракетами типа «Сайдуиндер» с инфракрасной головкой самонаведения.

Летно-технические данные «Тайгер» «Супер– Тайгер»

Размах крыла, м 9,65 9,65

Длина, м 13,69 14,86

Высота, м 4,04 4,39

Площадь несущей поверхности, м2 23,30 23,30

Масса пустого самолета, кг 6036

Взлетная масса (ном./ /макс.), кг 9541/10921 10750/…

Удельная нагрузка на крыло (ном./макс.), кг/м2 409/469 461/…

Отношение массы самолета (ном./макс.) к тяге при форсировании, кг/даН 1,95/2,23 1,51/…

Максимальное число Маха 1,35 2,06

Посадочная скорость, км/ч 190

Практический потолок, м 15400 21600

Радиус действия, км 480 850

«Лайтнинг» корпорации «Бритиш эркрафт» – одноместный многоцелевой истребитель – Великобритания, 1954 г.

Рис. 2.32. Первый опытный образец многоцелевого истребителя Р.1В.

Рис. 2.33. Многоцелевой истребитель «Лайтнинг».

История создания. В 1947 г. фирмой «Инглиш электрик» (в 1960 г. она вошла в состав вновь организованного концерна ВАС) под руководством Ф. Пейджа был разработан проект опытного сверхзвукового самолета для полетов со скоростью ? = 1,2-^1,3. В 1949 г. проект был модифицирован в направлении создания истребителя-перехватчика (обозначенного Р.1), способного выполнять дневные полеты в обычных атмосферных условиях. Для исследования особенностей принятой схемы самолета и определения его летных характеристик на малых скоростях фирма «Шорт» построила опытный самолет уменьшенных габаритов S.B.5 (первый облет самолета был проведен 2.12.1952 г.). В 1954 г. было принято решение приспособить самолет для выполнения боевых задач в неблагоприятных атмосферных условиях не только днем, но и ночью, а также разработать систему, обеспечивающую взаимодействие радиолокационных установок, навигационной системы, оружия (ракет и снарядов) и т. п. самолета с элементами системы наземной обороны. Опытный образец Р.1А, испытанный 4.08.1954 г., имел скорость, соответствующую ? = 1,5. 4.04.1957 г. были проведены испытания второго опытного образца Р.1 В, в котором, кроме новой двигательной установки и усовершенствованного оборудования, был использован регулируемый сверхзвуковой воздухозаборник с генератором скачков уплотнения в виде размещенного по центру подвижного конуса.

В октябре 1958 г. новый самолет, названный «Лайтнинг» («Молния»), первым из английских самолетов достиг скорости, в два раза превышающей скорость звука. Были построены три опытных образца и два самолета пробной серии (первое летное испытание было проведено 3.04.1958 г.), которые впоследствии использовались как учебно-тренировочные. Для проведения эксплуатационных испытаний первые самолеты были направлены в войсковые подразделения в 1960 г., а первая боевая эскадрилья, оснащенная самолетами F.Mk2, была организована в 1961 г. Производство самолетов для нужд ВВС Великобритании было закончено в 1967 г. Кроме Великобритании, эти самолеты находились на вооружении Саудовской Аравии и Кувейта. Выпуск самолетов был прекращен в 1972 г. В общей сложности было изготовлено 319 самолетов следующих модификаций:

– истребитель-перехватчик F.Mkl и 1А (48 самолетов, испытания первого проводились 29.10.1959 г.), F.Mk2 и 2А (44 самолета, 11.07.1961 г.), F.Mk3 (58 самолетов, 16.06.1962 г.) и F.Mk6 (67 самолетов, 17.04.1964 г.);

– истребитель-бомбардировщик F.Mk53 (35 самолетов для Саудовской Аравии и 12 для Кувейта);

– учебно-тренировочный истребитель Т.Мк4 (20 самолетов, 6.05.1959 г.), Т.Мк5 (22 самолета, 29.03.1962 г.) и Т.Мк55 (6 самолетов для Саудовской Аравии и 2 для Кувейта).

Описание самолета. «Лайтнинг» представляет собой созданный по классической схеме средне– план с крылом постоянной или переменной стреловидности (модификации F.Mk6 и F.Mk53). В первом случае передняя кромка имеет стреловидность 60°, а во втором 60-55,5°. Крыло с удлинением 3,2, положительным углом установки 2° и отрицательном углом поперечного V 3° выполнено с применением профилей относительной толщины 5%. Самолет в плане имеет вид треугольника, из которого вырезан небольшой треугольник. Благодаря такому решению, во– первых, стало возможным размещение концевых элеронов на стреловидных консолях крыла, концы которого срезаны перпендикулярно оси самолета, и, во-вторых, использовать закрылки по всему размаху задней кромки. Крыло имеет коническую крутку и оснащено щелевым уступом. В период разработки самолета наибольшей модификации подвергся фюзеляж. После принятия решения относительно применения двухдвигательной схемы был проведен анализ, который показал, что проблемы сведения к минимуму площади миделева сечения и асимметрии тяги могут быть решены путем размещения двигателей друг над другом в задней части фюзеляжа и использования общего лобового воздухозаборника. Установка двигателей одного над другим в плоскости симметрии самолета с некоторым осевым смещением (верхний ближе к хвосту самолета) в целях получения минимального поперечного сечения и необходимой балансировки приводит к увеличению боковой поверхности фюзеляжа и тем самым к улучшению путевой устойчивости самолета, что позволяет несколько уменьшить поверхности вертикального оперения.

Рис. 2.34. Истребитель «Лайтнинг» (видны выдвинутые контейнеры НУРС).

В самолете Р.1 А фонарь кабины пилота лишь незначительно выступал за контур фюзеляжа, что ухудшало обзор. В Р.1 В и последующих модификациях обзор был значительно улучшен путем вынесения фонаря над фюзеляжем. В целях уменьшения сопротивления фонаря и увеличения его удлинения была использована дополнительная надстройка, в которой располагались проводка, оборудование и тяги управления. В последующих модификациях самолета были применены катапультируемые сиденья фирмы «Мартин Бейкер», а в самолетах F.Mk6 и F.Mk53-сиденья BS4.CMk2 с ракетным двигателем, позволяющие безопасно покидать самолет на скорости 167 км/ч и при нулевой высоте. В задней части фюзеляжа расположены два тормозных щитка. У самолетов Р.1 А щитки крепились по бокам фюзеляжа, а у Р.1В-на верхней поверхности (вблизи передней кромки киля). Управление самолетом обеспечивают элероны, управляемый стабилизатор и руль направления, расположенный на классическом вертикальном оперении. Все поверхности управления приводятся в движение с помощью необратимых гидроусилителей. Форма горизонтального оперения аналогична форме крыла. На самолете применены элероны с осевой компенсацией и выдвижные щелевые закрылки, максимальный угол отклонения которых составляет около 50°. Самолет выполнен в соответствии с правилом площадей, хотя фюзеляж не обнаруживает характерного сужения в области крыла.

Шасси самолета-трехстоечное, передняя стойка убирается вперед. У самолета Р.1 А переднее колесо во время убирания поворачивается на 90° и укладывается плашмя под воздухозаборником. В связи с реконструкцией фюзеляжа в самолете Р.1 В механизм убирания был упрощен за счет отказа от поворота колеса. В целях обеспечения необходимой ширины колеи главные стойки шасси крепятся в геометрическом центре консолей крыла и убираются в стороны. Правда, это потребовало применения такой кинематики уборки, при которой обеспечиваются параллельность оси стойки относительно оси крыла и поворот колес на угол 60° (ввиду стреловидности крыла) в положении «убрано». Все это позволило более эффективно использовать объем околофюзеляжных частей в качестве больших топливных кессон-баков.

Двигательная установка. Первый опытный летный образец самолета Р.1 А был оснащен двумя турбореактивными двигателями «Сапфир» ASSa.5 фирмы «Бристоль-Сиддли» со статической тягой 35,60 кН (3630 кГ) каждый. На втором опытном экземпляре были установлены такие же двигатели, но с форсажными камерами, позволяющими развивать тягу 45,31 кН (4620 кГ). В обоих самолетах использован центральный воздухозаборник типа Пито, т.е. нерегулируемый, дозвуковой, без центрального тела. На опытном образце Р.1 В, самолетах пробной серии и первых серийных самолетах устанавливались двигатели «Эвон» RA.24R («Эвон» 210) фирмы «Роллс-Ройс» тягой 50,01 кН (5100 кГ) без форсирования и 64,18 кН (6545 кГ) с форсированием. Боевые самолеты F.Mk3 и самолеты Т.Мк5 и Т.Мк55 двухместной модификации оснащены усовершенствованными двигателями «Эвон» серии 300 тягой 72,77 кН (7420 кГ) с форсированием. «Лайтнинг» F.Mk6 и его экспортная модификация обладают двигателем с большим ресурсом «Эвон» 302-С тягой 48,05 кН (4900 кГ) и 72,50 кН (7393) соответственно без форсирования и с форсированием. На опытных образцах Р.1 В и серийных самолетах ввиду увеличения скорости самолета был использован новый воздухозаборник с центральным телом, положение которого регулируется в зависимости от скорости полета. С целью увеличения расхода воздуха при работе двигателя на земле или при малой скорости полета использованы вспомогательные щелевые заборники, закрываемые створками.

Рис. 2.35. Проекции многоцелевого истребителя «Лайтнинг».

Топливная система самолета состоит из двух кессон-баков (в околофюзеляжных частях крыла) и подвесного подфюзеляжного бака общей емкостью 2 ? 1084 + 1136 л. В модификациях F.Mk6 и F.Mk53 изменена форма и увеличена емкость подфюзеляжного бака. Самолет «Лайтнинг» оборудован также подкрыльными замками, обеспечивающими подвеску двух (F.Mk3) или четырех (F.Mk6/53, под крылом и над ним) дополнительных баков емкостью 1182 л каждый (F.Mk6/53 имеет дальность полета до 3000 км). Самолеты этих двух модификаций имеют оборудование для дозаправки топливом в полете. На подфюзеляжном баке (его место может занять контейнер с боеприпасами или разведывательной аппаратурой) имеется киль (два киля у F.Mk6 и F.Mk53), повышающий устойчивость самолета при полетах со сверхзвуковыми скоростями.

Вооружение. Самолеты первых трех модификаций (F.Mkl, 1А и 2) были оснащены стрелково– ракетным вооружением, состоящим из двух (калибра 30 мм) пушек типа «Эйден» Мк4 (с боезапасом по 120 снарядов на каждую), размещенных в нижней передней части фюзеляжа, и двух ракет класса воздух-воздух «Файрстрик» фирмы «Хокер-Сиддли», которые закрепляются на пилонах, расположенных по бокам передней части фюзеляжа, и имеют инфракрасную головку самонаведения. В модификации F.Mk3 отказались от пушек в пользу ракетного вооружения, которое было пополнено двумя контейнерами неуправляемых снарядов (по 24 шт. в каждом). Расширение перечня задач, выполняемых самолетами модификаций F.Mk6 и F.Mk53, потребовало дифференциации вооружения, которое для истребителя-перехватчика состояло из двух пушек «Эйден», двух ракет и контейнера с 44 снарядами SNEB калибра 68 мм (вместо подфюзеляжного бака), а для истребителей-бомбардировщиков-из двух пушек «Эйден» и двух бомб (по 445 кг) в отсеке вооружения или двух пушек и 4-6 контейнеров снарядов «Матра» 155. В модификации самолета-разведчика вместо отсека вооружения монтируется разведывательный контейнер «Винтен» 360 с пятью фотоаппаратами и съемными объективами, позволяющими осуществлять разведку на высотах 60-9000 м при полете со сверхзвуковой скоростью.