Сверхзвуковые самолеты - Эдмунд Цихош

Опытный образец истребителя с обозначением N-156F был облетан 30 июля 1959 г., а к августу 1960 г. была завершена программа приемо-сдаточных испытаний. В 1960-1961 гг. была осуществлена обширная программа эксплуатационных испытаний самолета в различных географических и погодных условиях дня и ночи. При этом преследовалась цель определения пригодности самолета в качестве многоцелевого истребителя (для воздушных боев, атак наземных целей и разведки), эксплуатируемого с различных аэродромов (в том числе и с наскоро приготовленных взлетно-посадочных полос). Новый самолет оказался первым американским истребителем, способным использовать грунтовые аэродромы. В серийное производство он поступил в 1963 г. и выпускается до настоящего времени.

Разработаны такие модификации самолета:

– истребитель-перехватчик и истребитель- бомбардировщик F-5A (облет первого серийного самолета состоялся 19.05.1964 г., выпущен 621 самолет), F-5C (май 1965 г., первоначальное обозначение F-5A-15), CF-5A (89 самолетов для Канады), NF-5A (75 самолетов для Голландии), SF-5A (35 самолетов для Испании, где им было присвоено военное обозначение С-9), F-5G (78 самолетов для Норвегии) и F-5E (11.08.1972 г.; в 1978 г. имелись заказы на изготовление 1021 самолета для 16 государств);

– двухместный учебно-боевой самолет F-5B (24.02.1964 г., 134 самолета), CF-5D (26 самолетов), NF-5B (30 самолетов), SF-5B (34 самолета) и F-5F (двухместная модификация F-5E с удлиненным фюзеляжем, облет 25.09.1974 г.; заказано свыше 100 самолетов);

– разведывательный самолет RF-5A (89 самолетов) и RF-5G (16 для Норвегии);

– опытный YF-5B-21 (28.03.1969 г., прототип для F-5E).

– истребитель F-5G «Тайгершарк», испытания которого завершаются, а поставка ВВС намечена на 1983-84 гг.

Во время работ над опытным образцом N-156F фирма дала самолету название «Фридом Файтер». В 60-х годах это название было предано забвению. В 1972 г. модификации F-5E было присвоено название «Тайгер» II. Первые экспортные поставки самолета (в Иран) начались 1.02.1965 г. В настоящее время самолеты F-5 находятся на вооружении 25 государств. По лицензии они изготовлялись в Канаде, Испании и на Тайване. В 60-х годах цена самолета F-5A составляла 950 000 долл. Цена модификации F-5E возросла до 1,6 млн. долл.

Описание самолета. F-5 представляет собой низкоплан с прямым трапециевидным крылом, имеющим удлинение 3,75, относительную толщину профиля 4,8% и угол стреловидности (по линии фокусов) 24°. В околофюзеляжных частях крыла стреловидность скачкообразно возрастает до 32°55' вследствие использования малоразмерного наплыва. Схема низкоплана позволила применить моноблочные полукрылья и центроплан, что снизило нагрузки на фюзеляж и облегчило его конструкцию.

Фюзеляж, выполненный с учетом правила площадей, разделен на три основные части.

Рис. 2.97. Проекции истребителя-перехватчика F-5A и учебно-боевого самолета F-5B.

В первой, носовой, находятся система управления огнем, радиоэлектронная и навигационная аппаратура, кабина экипажа и ниша уборки передней стойки шасси. Кабина оснащена катапультируемыми сиденьями класса 0-0. Остекление кабины состоит из двух частей, каждая из которых выполнена из одного листа стекла. Фонарь открывается механически (вверх-назад). Заслуживает внимания применение подвижного козырька, отодвигаемого вперед-вверх. Это облегчает доступ к приборной доске во время ремонта и обслуживания. В центральной части фюзеляжа расположены центроплан, топливные баки, воздухозаборники с воздушными каналами, рама крепления двигателей и киль, оканчивающийся дефлектором, выполненным в виде пластины, на которой крепится радиоантенна. Киль самолета трапециевидной формы, с небольшим рулем направления, сопряжен с обтекаемой надфюзеляжной надстройкой. Конструкция руля направления, элеронов, закрылков и хвостовых частей стабилизатора-многослойная с сотовым заполнением. Управляемый стабилизатор малой площади расположен в нижней части фюзеляжа, в плоскости крыла. Небольшого размаха и с большой хордой элероны расположены в центральных частях крыла. К механизации крыла относятся расположенные почти по всему размаху носовые щитки и небольшой длины щелевые закрылки. Тормозные щитки, выполненные в виде двух прямоугольных пластин, расположены под центральной частью фюзеляжа и управляются с помощью бустеров. Положение щитков может быть произвольным вплоть до момента их максимального отклонения на 46°.

Контейнер тормозного парашюта находится в хвостовой, верхней части фюзеляжа. Парашют закреплен таким образом, что направление действия тормозной силы во время пробега проходит через центр тяжести самолета, не вызывая при этом нежелательных дополнительных моментов.

Шасси-трехстоечное, с одинарными колесами. Главные стойки убираются в крыло и фюзеляж (колеса), передняя-вперед в фюзеляж. Положение шасси влияет на углы отклонения руля направления и элеронов. Полный угол отклонения элеронов (вверх и вниз) при выпущенном шасси составляет 60°, а при убранном 32,5°. Для руля направления эти значения соответственно составляют 30 и 12°. Увеличение возможных углов отклонения руля направления и элеронов при выпущенном шасси диктуется необходимостью обеспечения достаточной управляемости самолета при малых скоростях полета, индицируемых выпуском шасси.

Двигательная установка. Первые самолеты оснащались двумя турбореактивными двигателями J85-GE-13 фирмы «Дженерал электрик» тягой 12,10 кН (1234 кГ) без форсирования и 18,14 кН (1850 кГ) с форсированием. Позже стали применять усовершенствованные двигатели J85-GE-15 тягой 13,03-19,12 кН (1327-1950 кГ). На самолетах F-5E устанавливались двигатели J85-GE-21 тягой 14,32 кН (1460 кГ) и 22,23 кН (2267 кГ) каждый соответственно без форсирования и с форсированием. Боковые воздухозаборники с острыми входными кромками и устройством отвода пограничного слоя не регулируются. В 1965 г. на самолете применили впускные створки значительной площади, которые размещались по бокам фюзеляжа, на высоте входа в компрессор. Управляемые электрически, они обеспечивают подвод в двигатель дополнительного количества воздуха при скоростях полета менее 530 км/ч (преимущественно во время взлета и при выполнении виражей на больших высотах). Топливная система состоит из двух баков (емкостью 2207 л), расположенных в центральной части фюзеляжа. Каждый бак по автономной системе трубопроводов питает свой двигатель. Самолет может нести на 5 замках дополнительные баки общей емкостью 2082 л (под фюзеляжем 568 л, под крылом 2 ? 568 л и на концах крыла 2 ? ? 189 л; последние баки спроектированы в соответствии с правилом площадей).

Вооружение. Самолеты F-5 отличаются мощным и разнообразным для своих габаритов вооружением. Основным стрелковым вооружением являются две пушки М-39 калибра 20 мм, смонтированные в передней части фюзеляжа (боезапас – 280 снарядов на пушку). Кроме того, самолет может быть дополнительно вооружен спаренными пулеметами 7,62-мм калибра в контейнерах, закрепляемых на подкрыльных узлах (2-4 пулемета) с боезапасом по 1500 пуль на пулемет. Ракетное вооружение зависит от характера выполняемого задания и может состоять из управляемых ракет или НУРС. К основному ракетному вооружению относятся ракеты класса воздух – воз дух «Сайдуиндер» и класса воздух- земля «Булпап». На пяти замках (4 подкрыльных и 1 подфюзеляжный) можно подвешивать бомбы различных габаритов, массы и назначения, контейнеры со снарядами «Зуни», ракеты «Шрайк» или дополнительные топливные баки. Самолет не приспособлен для переноса ядерного оружия.

Размах крыла, м 7,70 8,13

Длина, м 14,68 14,68

Высота, м 4,06 4,06

Площадь несущей поверхности, м2 15,79 17,30

Масса пустого самолета, кг 3667 4392

Взлетная масса (ном./макс.), кг 6080/9379 7030/ /10 922

Максимальная посадочная масса, кг 9006

Грузоподъемность, кг 2812 3175

Емкость топливных баков (внешн./внутр.), л 2207/2082 2563/2648

Удельная нагрузка на крыло (ном./макс.), кг/м2 385/594 406/630

Отношение массы самолета (ном./макс.) к тяге при форсировании, кг/даН 1,59/2,45 1,58/2,47

Максимальное число Маха 1,4 1,64

Максимальная скорость на высоте 11000 м, км/ч 1487 1742

Максимальная скорость у земли, км/ч 1223

Посадочная скорость, км/ч 237 230

Вертикальная скорость, м/с 145 165

Практический потолок, м 15390 16 460

Максимальная дальность, км 2594 2860

Радиус действия (ном./макс.), км 314/898 222/1083

Продолжительность полета, ч 3,15

Длина разбега, м 808 640

Взлетная дистанция (при нормальной массе), м1113 914

Длина пробега, м 701 732

Посадочная дистанция (при нормальной массе), м 1189 747-1417

Х -15 А фирмы «Норт Америкен» – одноместный экспериментальный самолет с ракетным двигателем – США, 1959 г.

Рис. 2.98. Экспериментальный самолет Х-15 на аэродроме.

История создания. В июне 1954 г. были разработаны тактико-технические требования к экспериментальным самолетам для космических исследований. Эти требования касались проблем аэродинамики в диапазоне скоростей до M = = 7,0, устойчивости и управляемости, конструкции планера и его оборудования, двигателей, а также психофизиологических аспектов космических полетов. В декабре 1954 г. был объявлен конкурс, в результате которого в 1955 г. создание самолета было поручено фирме «Норт Америкен» в кооперации с двигателестроительной фирмой «Риэкшн моторз». Строительству и облету опытного образца предшествовали не только обычные аэродинамические и прочностные испытания, но также исследования аэродинамического нагрева (исследования проводились на моделях, выполненных в масштабе 1:15, в диапазоне чисел Маха 0,6-7,0) и специальная подготовка пилотов. Будущие пилоты самолета Х-15 должны были выполнить 2000 «полетов» на тренажере, пройти испытания на центрифуге, в условиях высоких и низких температур окружающей среды, малых давлений и в состоянии невесомости (испытания в условиях невесомости проводились на транспортном самолете).