Сверхзвуковые самолеты - Эдмунд Цихош

– 14.08. «Торнадо» фирмы «Панавиа». Самолет изменяемой геометрии с носовыми щитками на неподвижных при- фюзеляжных частях крыла. Электрическая основная и механическая аварийная системы управления.

– 23.12. В-1 фирмы «Рокуэлл». Самолет выполнен по классической схеме с изменяемой геометрией крыла. Неподвижная прифюзеляжная часть крыла имеет криволинейную переднюю кромку. Силовая установка состоит из четырех двигателей. На самолете имеется активная система гашения изгибных колебаний носовой части фюзеляжа, использующая дополнительные передние стабилизаторы, отклоняемые автоматически в плохих погодных условиях.

1976-24.03. YF-16CCV фирмы «Дженерал дайнемикс» (рис. 1.82). Модификация самолета F-16 отличается применением дополнительного V-образного оперения, расположенного под передней частью фюзеляжа. Элементы переднего оперения включены в систему управления самолетом.

– (?). «Кфир» С2 фирмы «Исраэл эркрафт индастриз». Самолет выполнен по схеме «бесхвостка» с дополнительными передними несущими поверхностями.

1978-10.03. «Мираж» 2000 фирмы «Дассо». Самолет схемы «бесхвостка» с активной системой управления (электродистанционное управление с бортовой ЦВМ).

– (?). F-18 фирмы «Макдоннел-Дуглас». На самолете применено прямое крыло с уступом передней кромки.

1979-9.03. «Сюпер-Мираж» 4000 фирмы «Дассо». Самолет схемы «утка» с электродистанционным управлением и бортовой ЦВМ.

– (?). XFY-12A фирмы «Рокуэлл». Самолет схемы «утка» с вертикальным взлетом и посадкой. Управление на малых скоростях и в режиме висения осуществляется с помощью сопел с эжекторами, регулирующими величину и направление силы тяги.

12. Рекорды сверхзвуковых самолетов

Согласно классификации Международной авиационной федерации ФАИ, сверхзвуковые самолеты относятся к группе 3 класса С1, т.е. к классу самолетов, предназначенных для эксплуатации с твердой поверхности и оборудованных турбореактивными двигателями (допускается применение вспомогательной двигательной установки, например в виде ракетного ускорителя). Это означает, что рекордные скорости и высоты полета, полученные на опытных самолетах с ракетной двигательной установкой (Х-1, Х-2, Х-15 и D-558-II), не включаются в реестр С 1/3 ФАИ.

По этой причине представленные ниже показатели высоты и скорости, достигнутые на самолетах с ракетным двигателем, измерены не в соответствии с существующими требованиями ФАИ, а только на основании показаний приборов, имеющихся в кабине. Поэтому они не имеют официального характера и не охватывают всех последовательно полученных лучших результатов. Представленные ниже достижения лишь иллюстрируют неустанное стремление человека к достижению все больших скоростей и высот.

Достижения самолетов с турбореактивными двигателями регистрируются как мировые рекорды (т.е. в классе самолетов) или как международные рекорды (т. е. в группе самолетов с турбореактивными двигателями).

Мировые рекорды распространяются только на некоторые виды летных показателей, а именно: расстояние по прямой без прерывания полета, расстояние по замкнутому маршруту без прерывания полета, высоту полета, скорость полета по замкнутому маршруту, скорость при полете на базе. К международным рекордам относятся лучшие результаты, получаемые в следующих видах полетов:

– расстояние в полете по прямой без прерывания полета;

– расстояние в полете по замкнутому маршруту без прерывания полета;

– высота полета без полезной нагрузки; -высота полета с полезной нагрузкой 1000, 2000, 5000, 10000 кг (и далее через каждые 5000 кг);

– скорость полета на базе длиной 3 км при ограниченной высоте;

– скорость полета на базе 15-25 км при неограниченной (в принципе) высоте;

– скорость полета по замкнутому маршруту на расстояние 100, 500, 1000, 2000, 5000 и 10000 км без полезной нагрузки;

– скорость полета по замкнутому маршруту на расстояние 1000, 2000, 5000 и 10000 км с полезной нагрузкой 1000, 2000, 5000 кг и т. д.;

– скорость полета на известных трассах; -скорость в полете вокруг света; -время подъема на высоту 3000, 6000, 9000, 15000 и далее через каждые 5000 м.

Все без исключения самолеты, выдвигаемые на улучшение рекорда, должны соблюдать определенные условия, выполнение которых контролируется опломбированными бортовыми и наземными приборами. Самолеты, выдвигаемые на установление рекорда скорости, должны двукратно пролететь (в течение промежутка времени, не превышающего 0,5 ч, с целью исключения влияния изменения атмосферных условий) над базой, т.е. над определенным участком территории. В 20-х годах длина базы составляла 2 км. Позднее по мере роста скоростей появилась необходимость ее увеличения до 3 км (при высоте полета не более 75 м).

Прогресс авиации после второй мировой войны привел к тому, что измерение максимальной скорости полета самолетов на такой малой высоте и короткой базе стало весьма затруднительным как по причине повышения опасности полетов, так и вследствие сложности определения истинной скорости.

Кроме того, полеты на малых высотах не позволяют использовать всех скоростных преимуществ самолетов из-за высоких уровней аэродинамического сопротивления и нагрева на таких высотах. Поэтому в 1953 г. была введена дополнительная рекордная характеристика-скорость, достигаемая самолетом в полете на базе 15-25 км на определенной высоте. О важном значении длины базы для сверхзвуковых самолетов говорит тот факт, что рекорд скорости 1211 км/ч на базе 3 км, установленный в 1953 г. на сверхзвуковом самолете XF4D-1, был улучшен до 1452 км/ч только в 1961 г. самолетом F4H-1F, тогда как рекорд скорости на базе 15-25 км, принадлежавший самолету F-106A, составлял 2455 км/ч и всего несколькими месяцами позже был улучшен до 2585 км/ч самолетом F4H-1F.

Рис. 1.83. Трасса полета самолета «Гриффон» II во время установления рекорда скорости по замкнутому 100 км маршруту.

В программе полета на установление рекорда скорости задается максимальная высота, позволяющая осуществлять контрольные измерения с земли. На конечных участках базы должны летать самолеты контрольной службы, наблюдающие за выполнением условий проведения таких полетов, например, не летит ли самолет с пикированием. Средняя скорость, определяемая из двух полетов над базой в противоположных направлениях (ввиду уменьшения массы самолета в процессе полета, возможного изменения атмосферных условий и других причин скорости полета в противоположных направлениях могут существенно различаться), представляет собой официальный результат.

Согласно действующим предписаниям, самолет, выполняющий рекордный полет на базе, не может отклоняться от заданной траектории более чем на 2 км по горизонтали (т.е. от заданного направления) и не более чем на 100 м по вертикали (т.е. от принятой высоты полета). Именно из-за невыполнения этих требований в 1958 г. не был признан рекорд французского пилота Андрэ Тюрка, который достиг скорости 2330 км/ч.

Установлению рекорда предшествует тщательная подготовка пилота и самого самолета; кроме того, разрабатывается тактика полета, производится расчет оптимальных параметров и т. д. В качестве примера, иллюстрирующего результаты такой подготовки, можно привести описание рекордного полета, который в 1959 г. был выполнен на самолете «Мираж» III А-03

по замкнутой 100-километровой траектории. Подготовленный к полету самолет имел нормальную взлетную массу с полными топливными баками и снятым стартовым ракетным ускорителем. Взлет, разгон и достижение расчетной высоты, а также вираж с отходом на расстояние 75 км для выхода на трассу были произведены без включения форсажной камеры двигателя. Скорость самолета на вираже соответствовала 0,95 М. Затем был включен форсаж и в течение 3 мин на отрезке 80 км самолет был разогнан до скорости 2,06 М. Над измерительной базой самолет набрал высоту 11 280 м, пролетел по прямой, сделал вираж с постоянной перегрузкой в 2,7 и закончил повторный контрольный полет над измерительной базой на высоте 11700 м со скоростью 2,1 М. Траектория полета проходила через 4 контрольных пункта, расположенных в виде ромба. На пунктах измерялись высота, координаты и время прохождения самолета. Замкнутую траекторию полета длиной 115 км самолет пролетел за 3,55 мин со средней скоростью 2050 км/ч, что для основной 100-километровой трассы составило рекордную скорость 1771 км/ч.

Форма трассы обычно задается организатором полетов и может быть, например, треугольной, как это имело место при рекордном полете самолета «Гриффон» II (рис. 1.83).

Количество видов рекордных показателей, регистрируемых ФАИ, для всех летательных аппаратов превышает 100. Ниже (в таблице) представлены почти все виды показателей, по которым регистрируются рекордные результаты полетов сверхзвуковых самолетов. Представленный перечень не имеет официального характера, так как содержит также и те результаты, которые по техническим или формальным причинам не были признаны в качестве официальных рекордов ФАИ. Он является лишь иллюстрацией прогресса сверхзвуковой авиации и заинтересованности конструкторских бюро и авиационных предприятий в рекордных результатах как лучшей рекламе своих изделий.