Сверхзвуковые самолеты - Эдмунд Цихош

Еще до представления проектов на конкурс стало ясно, что он не состоится. Оказалось, что каждое государство имеет свою собственную, отличную от других концепцию будущего самолета и не согласится на монополию одной фирмы или группы фирм. Например, английские военные поддерживали не свои фирмы, а французский проект, Федеративная Республика Германии поддерживала проект фирмы «Локхид» и т.д. Судьбу конкурса предрешила, по-видимому, Франция, представители которой заявили, что независимо от результатов конкурса будут работать над своим проектом самолета «Мираж» III-V.

Политические, технические и тактические проблемы повлияли на изменение концепции комиссии НАТО, которая разработала новые требования. Началось создание многоцелевых самолетов. В этой ситуации только два из представленных проектов вышли из стадии предварительного проектирования: самолет «Мираж» III-V, финансируемый французским правительством, и самолет VJ-101C объединения «EWR-Зюд», финансируемый западногерманской промышленностью. Эти самолеты (рис. 1.54) были изготовлены соответственно в 3 и 2 экземплярах и подвергались испытаниям (4 из них погибли в катастрофах) до 1966 и 1971 гг. В 1971 г. по заказу командования авиации ВМС США начались работы над третьим сверхзвуковым самолетом ВВП в западных странах-американским XFV-12A.

Отношение СССР к проблеме вертикального взлета и посадки проявилось в 1967 г. Во время демонстрационных полетов на подмосковном аэродроме «Домодедово» были показаны три опытных сверхзвуковых самолета КВП и один околозвуковой ВВП конструкции А. И. Микояна, П. О. Сухого и А. С. Яковлева.

В 60-х годах преобладало мнение, что большое число и разнообразие проектов и программ самолетов ВВП свидетельствуют о том, что авиаконструкторы рассмотрели уже все решения проблемы вертикального взлета и посадки. Создалось впечатление, что они лучше подготовлены к реализации заказов в будущем, нежели конструкторы, которые более 20 лет назад приступили к разработке военных сверхзвуковых самолетов. Однако последующая практика использования сверхзвуковой авиации показала малую вероятность того, что в ближайшем будущем сверхзвуковые самолеты ВВП найдут широкое применение. На это указывают трудности, которые возникают при их разработке, и тот факт, что летные данные, которыми они обладают, значительно хуже, чем у обычных современных сверхзвуковых самолетов, при более высокой стоимости изготовления и эксплуатации и меньшей надежности.

Принципы использования самолетов ВВП и КВП

История развития самолетов ВВП и КВП показывает, что до настоящего времени они создавались почти исключительно для военной авиации. Поэтому принципы использования и типы задач, которые предусматривались ранее или ожидались в будущем, имели решающее значение при поиске наилучших решений. Потребность в самолетах подобного типа вызвана необходимостью рассредоточения военной авиации с целью избежать ее уничтожения на стоянке. Рассредоточение современных военных самолетов, требующих аэродромов с протяженными взлетно-посадочны- ми полосами, весьма затруднено не только из-за малого количества последних (даже с учетом соответствующих гражданских аэродромов), но и из-за малой вероятности строительства новых в условиях войны. Это означает, что вертикальные взлет и посадка дают на первый взгляд оптимальное решение, поскольку самолет ВВП может базироваться на площадках, размеры которых не намного превышают его габариты.

Кроме способности вертикального взлета и посадки, самолеты ВВП обладают дополнительными преимуществами, а именно возможностью зависания, разворота в этом положении и полета в боковом направлении в зависимости от используемых двигательной установки и системы управления.

Перечисленные преимущества самолетов ВВП в боевых условиях значительно обесцениваются наличием серьезных недостатков, приводящих к усложнению эксплуатации таких самолетов и ухудшению их летных данных. Испытания сверхзвуковых самолетов и опыт их эксплуатации в войсковых частях показывают, что рассредоточение большого числа малых групп самолетов в различных местах выгодно с точки зрения безопасности, но неудобно с точки зрения материально-технического обеспечения (топливом, запасными частями, боеприпасами и т. д.), которое в общем не должно зависеть от наземного транспорта. Используемые в настоящее время системы материально-технического обеспечения и обслуживания не приспособлены к эксплуатации в труднодоступной местности. Поэтому необходимо создать новую систему, способную функционировать при частой смене мест базирования, решать, кроме задач управления полетами и технического обслуживания, много других проблем, в частности вопросы работы, жилья, питания, бытового обслуживания и отдыха летного и наземного персонала. В этой ситуации ясно, что только военно-морская авиация, располагающая авианосцами, готова к эффективной эксплуатации самолетов ВВП. И не случайно поэтому при проектировании современных самолетов ВВП и КВП предполагается их базирование на палубах авианосцев.

Другая группа недостатков самолетов ВВП касается летных характеристик. Одной из них является чувствительность к порывам ветра при полете на малых скоростях, вследствие чего взлет и посадка в неспокойной атмосфере становятся небезопасными. К недостаткам следует отнести и значительную разницу в грузоподъемности самолета обычного взлета и вертикального или короткого взлета.

Взлетная масса самолета во время эксплуатации может быть различной в зависимости от количества принятого на борт груза (вооружения или топлива). При этом у обычных самолетов увеличение взлетной массы приводит к удлинению пути разбега, а у самолетов ВВП-к невозможности вертикального взлета. Для используемых в настоящее время двигательных установок приближенно можно считать, что самолет ВВП в варианте вертикального взлета может поднять груз, в два раза меньший, чем при обычном взлете. Ввиду этого диапазон задач и радиус действия такого самолета существенно зависят от расположения района боевых операций по отношению к месту взлета и от возможности выбора последующего места посадки. Определяющим параметром самолета ВВП является величина, обратная тяговооруженности, т.е. отношение взлетной массы к тяге при взлете. Исследования показали, что для вертикального взлета необходимо наличие значительного резерва вертикальной составляющей тяги по отношению к весу самолета. В современных околозвуковых и сверхзвуковых самолетах ВВП отношение взлетной массы к тяге двигателей составляет ~ 0,65-0,85 кг/даН. Вертикальная тяга создается либо путем отклонения вниз реактивных струй тяговых двигателей, обеспечивающих поступательное движение самолета, либо с помощью специальных подъемных двигателей, установленных в положении, близком к вертикальному.

Самолет

Назначение

Экипаж

Аэродинамическая схема

Система управления

Двигательная установка

«Мираж- Бальзак»

Экспериментальный

1

«Бесхвостка», треугольное крыло, низкоплан

Аэродинамическая + реактивная (сжатым воздухом)

8 подъемных, 1 маршевый двигатель

«Мираж» V-02

Истребитель-бомбардировщик

1

То же

То же

То же

VJ-101C Х-2

Экспериментальный

1

Классическая, стреловидное крыло, высоко- план

Аэродинамическая + реактивная (тягой двигателей)

2 подъемных, 4 подъемно-маршевых двигателя в поворотных гондолах

XFV-12A

Истребитель-бомбардировщик

1

«Утка», стреловидное крыло, высокоплан

Аэродинамическая + реактивная (эжективные закрылки, регулирующие величину и направление тяги)

1 тяговый двигатель с эжекторными щитками

Самолет

Размах, м

Длина, м

Высота, м

Площадь несущей поверхности, м2

Стандартная взлетная масса, кг

Стандартная удельная нагрузка, кг/м2

Отношение массы тяге 1* , кг/даН

Максимальное число Маха

«Мираж- Бальзак»

7,58

12,80

4,25

29,0

6100

210

2,77 (0,83)

– /-

«Мираж» V-02

8,72

18,0

5,55

– /-

12000

– /-

1,43 (0,96)

2,04

VJ-101C Х-2

6,61

15,70

4,13

18,60

7 690

413

1,20 (0,88)

1,14

XFY-12A

8,69

13,39

3,15

27,20

6259

230

0,98 (0,64)

2,0

1* Данные в скобках относятся к вертикальному взлету.

Рис. 1.55. Расположение подъемной двигательной установки и элементов системы струйного (реактивного) управления самолета «Мираж- Бальзак» фирмы «Дассо».