Сверхзвуковые самолеты

Текст добавлен: 21 сентября 2016, 15:18

Текст книги "Сверхзвуковые самолеты"

Автор книги: Эдмунд Цихош

Жанры:

Транспорт и авиация

сообщить о нарушении

Текущая страница: 35 (всего у книги 42 страниц)

Назад к карточке книги

Рис. 2.132. Проекции одноместного истребителя-бомбардировщика ВВП «Мираж» V.

Летно-технические данные

Размах крыла, м 8,72

Длина, м 18,00

Взлетная масса (ном./макс.), кг 12000/13 440

Емкость топливных баков, л 1600

Отношение массы самолета (ном./макс.) к тяге при форсировании, кг/даН 1,46/1,63

Максимальное число Маха 2,04

«Мираж» F.2 фирмы «Дассо»-двухместный экспериментальный самолет-Франция, 1966 г.

Рис. 2.133. «Мираж» F-2 в полете.

История создания. В начале 60-х годов фирма «Дассо» принимала участие в разработке для НАТО тактического боевого самолета вертикального взлета и посадки. В результате был создан самолет «Мираж» III-V с одним маршевым и восемью подъемными двигателями. Испытания маршевого двигателя проводились на соответственно переоборудованном самолете «Мираж» III Т. Однако, как и все самолеты с треугольным крылом, построенные по схеме «бесхвостка», он не подходил для опытных полетов с малыми скоростями. Поэтому фирма развернула работы над новым самолетом классической схемы со стреловидным крылом. Этот двухместный самолет получил обозначение «Мираж» III F. Заказ на строительство самолета был получен в январе 1964 г., а его облет состоялся 12.06.1966 г. Так как за это время произошли изменения в стратегии НАТО и работы по созданию самолета ВВП были приостановлены, то построенный опытный самолет под новым обозначением «Мираж» F.2 стал использоваться как двухместная летающая лаборатория для проведения испытаний систем и оборудования французских самолетов-перехватчиков. На базе F.2 впоследствии была разработана более легкая и дешевая модификация одноместного боевого самолета «Мираж» F.I.

Описание самолета. «Мираж» F.2 представляет собой построенный по классической схеме высокоплан со стреловидным крылом, имеющим отрицательное поперечное V. Крыло оснащено носовыми щитками, двухщелевыми выдвижными закрылками и элеронами. Конструкция крыла – многолонжеронная, элеронов – моноблочная, закрылков-с многослойной обшивкой. Конструкция фюзеляжа включает шпангоуты, стрингеры и несущую обшивку. Стреловидный киль самолета выполнен по многолонжеронной схеме, а управляемый стабилизатор представляет собой многолонжеронную конструкцию с многослойной обшивкой. Под рулем направления располагается контейнер тормозного парашюта. Передняя стойка шасси с одинарным колесом убирается вперед, главные-со спаренными колесами – вперед (с одновременным поворотом колес) в ниши фюзеляжа.

Двигательная установка. Самолет оснащен американским турбовентиляторным двигателем TF-30 фирмы «Пратт-Уитни» с форсажной камерой, изготовленным по лицензии на предприятиях SNECMA. Во французском варианте он имеет обозначение TF-306 и развивает тягу 50,50 кН (5150 кГ) без форсирования и 86,30 кН (8800 кГ) с форсированием. По сравнению с самолетом «Мираж» III у F.2 существенно увеличена емкость внутренней топливной системы за счет замены мягких баков на кессонные. Воздухозаборники-боковые, регулируемые подвижными полуконусами.

Летно-технические данные

Размах крыла, м 10,50

Длина, м 17,60

Высота, м 5,80

Площадь несущей поверхности, м2 36,0

Масса пустого самолета, кг 9500

Взлетная масса (ном./макс.), кг 16 500/18000

Удельная нагрузка на крыло (ном./макс.), кг/м2 458/500

Отношение массы самолета (ном./макс.) к тяге при форсировании, кг/даН 1,91/2,08

Максимальное число Маха 2,2

Максимальная скорость, км/ч 2336

Практический потолок, м 20000

Рис. 2.134. Проекции двухместного экспериментального самолета «Мираж» F.2.

«Мираж» F.1 фирмы «Дассо»-многоцелевой одноместный истребитель-Франция, 1966 г.

Рис. 2.135. Опытный образец истребителя «Мираж» F.I.

История создания. В процессе разработки опытного самолета F.2 было установлено, что при относительно небольших затратах сил и средств можно создать его оперативный вариант (легкий самолет-истребитель), промежуточный по характеристикам между самолетами «Мираж» III и «Мираж» III-V. Опытный образец самолета, получивший обозначение F.1, был облетан 23.12.1966 г. Уже во время четвертого полета на нем была в два раза превзойдена скорость звука. 18.05.1967 г. во время летного испытания на больших скоростях самолет потерпел катастрофу, что повлекло за собой изменение конструкции. Хорошие результаты, показанные самолетом, привлекли внимание правительства, которое в сентябре того же года заказало еще три опытных образца (02, 03 и 04), рассматривавшиеся как предсерийные. Первый из них был облетан 20.03.1969 г., а последний-17.06.1970 г. После усовершенствования конструкции фюзеляжа и крыла, а также установки нового двигателя были продолжены летные испытания прототипов 02-04, которые подтвердили хорошие летные качества самолета. С учетом таких результатов и исходя из предпосылки, что этот самолет сможет стать основным французским истребителем, способным выполнять задания в любых атмосферных условиях, было принято решение о запуске «Миража» F.1 в серийное производство.

До настоящего времени были разработаны следующие модификации самолета:

– многоцелевой истребитель F.1C (облет первого серийного самолета 15.02.1973 г., первая эскадрилья организована в 1974 г.) и F.1E (модификация с большими габаритами и массой, новыми оборудованием и двигательной установкой); разработка самолета (обозначенного «Сюпер-Мираж» F.1, затем F.1/M53 и, наконец, F.1E) началась в марте 1973 г.; опытный образец был облетан 22.12.1974 г.;

– истребитель-бомбардировщик и учебно– боевой самолет F.1A (изготавливаемый по лицензии в Южно-Африканской Республике);

– двухместный учебно-тренировочный самолет F.1B/D (облет первого образца F.1B состоялся 26.05.1976 г.).

– тактический разведчик F-1CR (облет 20.11.1981 г, поставка ВВС в 1983 г.).

В июле 1978 г. фирма имела заказ на строительство ~ 500 самолетов и приступила к первым экспортным поставкам в 10 стран. Кроме Франции и ЮАР (самолеты модификаций F.1A2 и F.1C2), самолеты были закуплены Грецией (F.1CG), Кувейтом (F.1C и F.1B), Испанией (F.1CE, выступающие под испанским обозначением С-14), Эквадором, Ливией, Египтом, Ираком и Марокко. Так как производство самолетов осуществлялось в тесной кооперации с бельгийской фирмой SABCA и английской «Фэри», то предприятия «Дассо» в 1974-1975 гг. рассчитывали на заинтересованность в самолете со стороны некоторых стран НАТО, ищущих замену самолету F-104G. Однако победителем на западноевропейском рынке оказался F-16, конкуренцию с которым в 1975 г. в США не выдержал самолет YF-17, а затем в Западной Европе-самолеты «Мираж» F.1 и «Вигген» (F.1 уступил по тяговооруженности и разгонным характеристикам).

Описание самолета. «Мираж» F.1 представляет собой свободнонесущий моноплан с высокорасположенным стреловидным крылом относительной толщины 4,5-3,5%. Крыло с углом стреловидности передней кромки 47°30' имеет отрицательный угол поперечного V, равный 5°. Благодаря применению носовых щитков (в модификации F.1C на 2/3 длины консоли, считая от конца до уступа передней кромки) и двухщелевых выдвижных закрылков (2/3 длины задней кромки) коэффициент подъемной силы крыла самолета F.1 более чем в 2 раза выше по сравнению с самолетом «Мираж» III. Конструкция крыла-многолонжеронная, с дополнительными стенками, заканчивающаяся узлами крепления консоли крыла к шпангоутам фюзеляжа. Консоль дополнительно поддерживается шпангоутом, расположенным в плоскости задней стенки, закрывающей кессон крыла. На этой стенке расположены узлы навески закрылков и элеронов. Конструкция элеронов-моноблочная, закрылков-со слоистой обшивкой.

Рис. 2.136. Проекции одноместного многоцелевого истребителя «Мираж» F.I.

Конструкция фюзеляжа-классическая, типа полумонокок, с продольными силовыми поясами. Наиболее нагруженные части крыла выполнены из высокопрочной стали, а теплонапряженные элементы-из сплавов титана. Остальные элементы конструкции выполнены из сплавов алюминия. В носовой части фюзеляжа расположены радарная установка и система управления огнем «Сирано» IV фирмы «Томсон» CSF. Вентиляционного типа кабина с открываемым вверх– назад фонарем оснащена катапультируемым сиденьем Мк.4 фирмы «Мартин Бейкер». Непосредственно за кабиной находится отсек электронного оборудования, а за ним секционированный главный топливный бак.

Вертикальное оперение-классическое. Многолонжеронной конструкции киль крепится к фюзеляжу в трех точках. Под рулем направления расположен контейнер тормозного парашюта. Управляемый стабилизатор выполнен по многолонжеронной схеме с многослойной обшивкой. На самолете установлены два подфю– зеляжных киля с углом развала 30° и два тормозных щитка, расположенных в центральной части фюзеляжа, под воздушными каналами двигателя. В системе поперечного управления использованы небольшие элероны и двухсекционные интерцепторы. Тормозные щитки и интерцепторы выполнены в виде конструкции с сотовым заполнением.

Изготовленное фирмой «Мессье-Испано» шасси имеет одинаковые низкого давления пневматики колес (на главных стойках 0,4 или 0,9 МПа), что позволяет производить взлет или посадку на аэродромах с травяным покрытием. Передняя стойка убирается назад, главные-вперед, в ниши фюзеляжа (при одновременном повороте колес).

Двигательная установка. Самолет модификации F.1C оснащен турбореактивным двигателем «Атар» 9К.50 фирмы SNECMA, а модификации F.1E-турбовентиляторным двигателем М.53 той же фирмы. Двигатель «Атар» 9К.50 по конструкции и характеристикам аналогичен модификациям 9С и 9К. При собственной массе 1590 кг он развивает тягу 49,03 кН (5000 кГ) без форсирования и 70,60 кН (7200 кГ) с форсированием. Наряду с большей тягой двигатель 9К.50 расходует меньше топлива (по сравнению с модификацией 9С на 10%), а двигатель М.53 при меньшем потреблении топлива развивает тягу 55,06 кН (5615 кГ) и 82,94 кН (8458 кГ) соответственно без форсирования и с форсированием. Топливная система состоит из главного фюзеляжного бака емкостью 3880 л и двух крыльевых кессонных баков емкостью 200 л каждый. Для выполнения специальных заданий самолет может брать один, два или три подвесных бака общей емкостью 4020 л (1700, 2 х 1160 л). Воздухозаборники – боковые, регулируемые, с подвижными полуконусами.

Вооружение. Уборка шасси в ниши, расположенные в боковых частях фюзеляжа, позволила установить шесть узлов наружной подвески (под крылом и на концах) и один замок под фюзеляжем следующей грузоподъемности (для модификации F.1E): 2040 кг-подфюзеляжный, 2 х 1270 кг-внутренние подкрыльные (околофюзеляжные), 2 х 500 кг-внешние подкрыльные и 2 х 127 кг-на концах крыла. Семь узлов наружных подвесок и две установленные в нижней части фюзеляжа стационарные пушки (типа DEFA 553, калибр 30 мм, боезапас-270 снарядов для каждой) обеспечивают необходимое разнообразие вооружения в зависимости от выполняемого боевого задания.

Летно-технические данные «Мираж» F.1C F.1E

Размах крыла, м 8,40 8,45

Длина, м 15,00 15,53

Высота, м 4,50 4,56

Площадь несущей поверхности, м2 25,0 25,0

Масса пустого самолета, м2 7400 8100

Взлетная масса (ном./макс.), кг 10900/15200 11 550/15500

Грузоподъемность, кг 4000 5334

Емкость топливных баков (внутр./внешн.), л …/3600 4300/4020

Удельная нагрузка на крыло (ном./макс.), кг/м2 436/608 462/622

Отношение массы самолета (ном./макс.) к тяге при форсировании, кг/даН 1,54/2,14 1,40/1,87

Максимальное число Маха 2,2 2,2

Максимальная скорость на высоте 12000 м, км/ч 2336 2336

Максимальная скорость у земли, км/ч 1480 1480

Посадочная скорость, км/ч 230 235

Вертикальная скорость, м/с 213 300

Практический потолок, м 20000

Дальность (ном./макс.), км …/2700 (7404-1200)/ /…

Продолжительность полета 3 ч 45 мин

Длина разбега, м 450-640 500

Длина пробега, м 500-610 600

«Вигген» фирмы «SAAB-Скания»-многоцелевой одноместный истребитель-Швеция, 1967 г.

Рис. 2.137. Опытный образец самолета «Вигген».

История создания. Во второй половине 50-х годов командование шведских ВВС приняло решение приступить к работам над новым многоцелевым самолетом-преемником околозвукового самолета «Лансен» и сверхзвукового «Дракен». Предварительное проектное исследование самолета было начато в 1958 г., а в 1961 г. были закончены разработка эксплуатационных требований и сравнительная оценка свыше 100 различных вариантов форм планера. Детальный технический проект самолета разрабатывался в 1962-1964 гг. В 1965 г. комиссия экспертов представила заключение, на основе которого правительство Швеции приняло решение относительно реализации проекта и подготовке к серийному производству самолета. Было заказано 6 опытных образцов одноместного самолета и 1 образец двухместного.

Строительство первого опытного образца было закончено 24 ноября 1966 г., а облет его совершен 8 февраля 1967 г. (последний, шестой экземпляр был облетан в апреле 1969 г.) В 1968 г. был заключен контракт на строительство 175 самолетов, в том числе истребителей– бомбардировщиков AJ37 (150 самолетов) и учебно-тренировочных самолетов SK37, а также на разработку модификаций самолетов морской (SH37) и общей (SF37) разведок и самолета-перехватчика JA37. На создание опытного образца было затрачено 7,6 млн. чел.-ч, из них 5,7 млн. чел.-ч пошло на опытно-конструкторские работы, а 1,9 млн. чел.-ч – на производство. Разработаны следующие модификации самолета: -истребитель-бомбардировщик AJ37 (первый серийный самолет облетан 23.02.1971 г., 21 июня самолет стал поступать на вооружение);

– истребитель-перехватчик JA37 (опытный образец с двигателем RM8A облетан для проверки оборудования в июне 1974 г., а первый полет со штатным двигателем совершен 27 сентября. В сентябре 1974 г. поступил заказ на 30 самолетов; потребность в них на 1978-1985 гг. оценивалась в 160-180 шт., так как планировалось заменить ими находящиеся на вооружении самолеты «Дракен»; облет первого серийного самолета состоялся 4.11.1977 г.);

– самолет-разведчик модификаций SF37 (21.05.1973 г.) и SH37 (10.12.1973 г.; первый серийный самолет был поставлен 19.06.1975 г.);

– двухместный учебно-тренировочный самолет SK37 (2.07.1970 г.; первый серийный самолет был поставлен в июне 1972 г.).

До 1977 г. передано в эксплуатацию, по оценкам, около 100 самолетов, а потребность на все модификации составляла примерно 400 самолетов. В 1974-1975 гг. на базе модификации JA37 была разработана экспортная модификация SAAB 37Х, которая наряду с американским (F.16) и французским (F.1E) самолетами была предложена НАТО в рамках так называемого контракта столетия. Следует отметить, что необычные очертания самолета, не встречавшиеся до сего времени в практике серийных сверхзвуковых истребителей, привлекли к самолету «Вигген» внимание самолетостроителей всего мира.

Рис. 2.138. Истребитель «Вигген» в полете.

Рис. 2.139. «Вигген» с выпущенным шасси.

Цена первого серийного самолета (по курсу 1969 г.) составляла около 2,2 млн. долл., а к 1971 г. должна была возрасти до 3,84 млн. долл.

Описание самолета. «Вигген» построен по схеме биплан-тандем без горизонтального оперения. Переднее, треугольное крыло (размах 5,45 м, площадь без центроплана 6,20 м2 ), создающее дополнительную подъемную силу, расположено значительно выше плоскостей основного заднего крыла, имеет больший по сравнению с ним угол установки и оснащено закрылками со сдувом пограничного слоя. Его передняя кромка имеет постоянную стреловидность 60°. Основное крыло (площадь 46,0 м2 , удлинение 2,45 м) выполнено с переменной стреловидностью по передней кромке. Стреловидность уменьшается в околофюзеляжных (45°) и увеличивается в концевых частях (57°). Система аэродинамического управления состоит из классического вертикального оперения с рулем направления (в целях облегчения стоянки самолетов в подземных ангарах киль выполнен складывающимся), а также двухсекционных элевонов, расположенных в хвостовой части основного крыла. Для управления элевонами и рулем направления использованы необратимые гидроусилители. В системах управления рулями применены редукторы с переменным передаточным отношением и автоматы загрузки, обеспечивающие усилия на органах управления в кабине в зависимости от скорости полета. Система управления элевонами сблокирована с управлением закрылками переднего крыла таким образом, что отклонение последних вызывает автоматическое действие элевонов (для компенсации кабрирующего момента.) Управление осуществляется с помощью электронной автоматической системы, которая корректирует ручное управление и может автоматически выполнять различные функции в соответствии с волей пилота: изменение устойчивости, положения и ориентации самолета, поддержание заданной высоты и т.д. Шасси-трехстоечное. Передняя стойка оснащена двумя спаренными управляемыми колесами и убирается вперед. Главные стойки шасси оборудованы двухколесными тележками типа «тандем» и убираются в крыло, причем стойка– амортизатор сжимается до 1/3 хода, а колеса размещаются в горизонтальном положении. Для обеспечения необходимой устойчивости при малых скоростях полета в самолете применен автомат регулировки тяги, который помогает пилоту поддерживать относительно постоянную скорость во время захода на посадку.

Это дает возможность крутого снижения перед посадкой, что вместе с реверсом тяги, включающимся автоматически после выпуска шасси, позволяет сократить посадочную дистанцию. Козырек и откидываемая часть фонаря кабины выполнены из цельных листов стекла, вписаны в контур фюзеляжа и имеют каплевидную форму. Козырек выполнен из предварительно напряженного стекла и рассчитан на динамическую нагрузку, которая может возникнуть в случае столкновения самолета с птицей массой до 2 кг при полете со скоростью 1100 км/ч. В самолете установлено катапультируемое сиденье класса 0-0.

Конструктивная идея самолета такова, что «Вигген» может быть использован для выполнения различных заданий без проведения каких– либо принципиальных изменений конструкции самолета. Например, отсек электронного оборудования спроектирован таким образом, что часть этого оборудования может быть заменена аппаратурой для проведения разведывательных заданий. Конструкция фюзеляжа такова, что место для инструктора в самолете учебно-тренировочной модификации может быть использовано в других модификациях частично для размещения топлива, а частично для размещения электронного оборудования. Кроме того, показатели самолета в модификации штурмовика настолько высоки, что он может использоваться как истребитель без изменения варианта вооружения. Истребитель в учебно-тренировочной модификации со штатным вооружением может выполнять задания по поддержке сухопутных войск.

Планер может быть разделен на следующие узлы: переднюю часть фюзеляжа с кабиной, заднюю часть фюзеляжа, переднее крыло с закрылками и заднее с элевонами, киль с рулем направления. При создании планера использовались в основном классические решения.

Рис. 2.140. Проекции одноместного многоцелевого истребителя «Вигген» 37.

Рис. 2.141. Перископ заднего обзора в самолете «Вигген».

Для повышения прочности силовые элементы выполнены многослойными клееными. Для уменьшения массы использованы сплавы алюминия, титана и жаропрочные синтетические материалы. В качестве основного метода соединения была принята клейка. Обшивка крыльев, закрылки, элевоны и руль направления, тормозные щитки и люки шасси выполнены многослойными. Фюзеляж имеет полумонококовую, а его отдельные элементы – монококовую конструкцию. Допустимая перегрузка планера (с учетом коэффициента безопасности) равна 12 g.

Самолет «Вигген» состоит из ~ 750000 деталей. Основная конструкция насчитывает 17000 отдельных конструктивных элементов, 1100 приборов и устройств, состоящих из 10-1000 элементов, и 50000 стандартных деталей. Двигатель состоит из 80000 деталей. Длина электропроводки составляет 32 км, гидравлической-300 м, топливной-100 м.

Двигательная установка. Все модификации самолета, за исключением JA37, оснащены турбовентиляторным двигателем RM8A, выпускаемым фирмой «Вольво флюгмотор» по лицензии американской фирмы «Пратт-Уитни» (шведская модификация двигателя JT8D-22, разработанного для нужд гражданской авиации). Этот двигатель фирма SAAB оборудовала форсажной камерой и реверсом тяги. Реверс обеспечивает посадку не только на короткие взлетно-посадочные полосы, но и на заснеженные, покрытые льдом площадки, что характерно для продолжительной шведской зимы. В статических условиях двигатель развивает тягу 65,70 кН (6700 кГ) без форсирования и 115,72 кН (11800 кГ) с дожиганием в вентиляторном контуре. На самолете JA37 установлен усовершенствованный двигатель RM8B тягой 72,08 кН (7350 кГ) и 125,04 кН (12750 кГ) соответственно без форсирования и с форсированием. Топливо размещается в шести внутрифюзеляжных баках; имеется возможность подвешивать под фюзеляжем дополнительный топливный бак.

Вооружение. Все вооружение истребителя-бомбардировщика подвешивается на 7 внешних замках: 3 подфюзеляжных и 4 подкрыльных, расположенных на заднем крыле. Общая полезная нагрузка превышает 5000 кг. Основным вооружением самолета являются ракеты класса воздух-земля RB04E (против морских целей) или RB05A (против наземных целей), различного рода неуправляемые снаряды (вплоть до калибра 135 мм), пушки (калибр 30 мм), бомбы и мины в подвесных контейнерах. В модификации истребителя-перехватчика под фюзеляжем стационарно устанавливается пушка «Эрликон».