С 2011 года Пентагон регулярно проводит сокращение своих расходов. Так, 4 марта 2014 года общественности был представлен проект военного бюджета ведомства на 2015 финансовый год. Помимо сокращения численности сухопутных войск, данный документ содержит информацию о полном списании штурмовиков A-10 Thunderbolt II и стратегических разведывательных самолетов U-2 Dragon Lady. И если первый достаточно скоро будет заменен многофункциональными истребителями F-35 Lightning II (по крайней мере, в планах), то с последним уходит в прошлое целая эпоха. Самолет-разведчик U-2 — это настоящий символ холодной войны, который хорошо знаком во всем мире, в том числе и на пространстве бывшего СССР.
История появления
История стратегического разведывательного самолета U-2, который также получил прозвище Dragon Lady (синоним русского «железная леди», если переводить буквально — «дракониха»), начинает свой отчет практически одновременно с началом Холодной войной. После знаменитой речи в Фултоне, появления термина «железный занавес» США был просто необходим самолет, который смог бы вести разведку по ту сторону этого занавеса, оставаясь недосягаемым для советских РЛС, истребителей-перехватчиков и систем ПВО. В 1953 году командование американских ВВС объявило тендер на проектирование и постройку разведывательного самолета, которые смог бы выполнять полеты на высоте до 21,3 тысячи метров и обладал боевым радиусом действия не менее 2,8 тысяч км. Высота полета была взята неслучайно, на тот момент самым высотным самолетом в составе советских ВВС был истребитель МиГ-17, который мог подняться на высоту 13,7 тысячи метров.
Любопытно отметить, что заявки на участие в данном тендере принимались от маленьких КБ, которые по расчетам американских военных могли полностью сосредоточиться на работе над проектом разведывательного самолета. Любопытно и то, что компания Lockheed Aircraft Corporation сделала американским военным неофициальное предложение вне рамок объявленного тендера. В короткие сроки компания смогла представить самолет CL-282 — это был облегченный вариант самолета без вооружения, шасси, обладающий длинным крылом, как у планеров. Самолет получил реактивный двигатель J73, который достался ему от истребителя F-104 Starfighter. Машина впервые поднялась в воздух в начале 1954 года и продемонстрировала всем, что может достичь высоты в 21,3 тысячи метров.
И хотя компания Lockheed представила очень интересную концепцию с прицелом на перспективу (специалисты компании не ошиблись, их самолет получился долгожителем), военные встретили его без особого энтузиазма. Проект одномоторного самолета, который не имел брони и вооружения, их не вдохновил. Помощь неожиданно пришла со стороны ЦРУ, которое в 1954 году поддержало проект, поверив в него. В то время у ЦРУ не было собственных самолетов-разведчиков, агенты были вынуждены обращаться за помощью к ВВС США.
Уже в марте 1955 года компания Lockheed получила от ЦРУ контракт на создание и производство 20 самолетов-разведчиков, которые должны были быть созданы на базе CL-282. Необходимо также отметить, что президент Эйзенхауэр дал данному проекту зеленый свет, прекрасно понимая деликатность выполнимых самолетом заданий. Президент США не хотел, чтобы в воздушное пространство СССР вторгались американские военные самолеты, это могло стать причиной начала большой войны, которая с большой вероятностью стала бы последней в истории человечества. В то же время согласно американским законам ЦРУ считалось гражданской, а не военной организацией.
Конструктивные особенности Lockheed U-2
Стратегический разведывательный самолет U-2 создавался для осуществления глубинного проникновения на территорию вероятного противника с целью сбора разнообразной разведывательной информации. Первый полет опытный самолет U-2 совершил в августе 1955 года, а уже в 1956 году были начаты поставки серийных самолетов. Самолет отличался великолепным набором технических характеристик и отличной компоновкой, что позволяло машине совершать полеты на большой высоте, обеспечивало большую дальность и стало гарантом его долговечности.
Самолет-разведчик Lockheed U-2 был спроектирован по нормальной аэродинамической схеме и имел среднерасположенное трапециевидное крыло большого удлинения. Он оснащался фюзеляжем, выполненным по типу монококка с несущей обшивкой. Фюзеляж разведчика был цельнометаллическим. Для уменьшения массы самолета его было решено оснастить тандемным шасси велосипедного типа (по одной стойке шасси со сдвоенными колесами в носу и хвосте машины). При этом тормоза имелись только на носовой стойке шасси. Шасси оснащались цельнолитыми шинами. Непосредственно перед совершением взлета на самолет устанавливались специальные вспомогательные сбрасываемые крыльевые стойки шасси. Также в хвосте фюзеляжа в специальном отсеке размещался тормозной парашют.
По бортам за крылом самолета были расположены тормозные воздушные щитки, которые открывались вперед. Рулевые поверхности самолета-разведчика были оборудованы триммерами. Хвостовое оперение также было цельнометаллическим и было выполнено свободнонесущим. На некоторых самолетах были установлены подфюзеляжные кили. Каждая их консолей крыла самолета-разведчика была превращена в двухсекционный резервуар, в котором хранилось топливо, резервный запас размещался в носовой части фюзеляжа U-2. Впоследствии уже в 1957 году самолет обзавелся дополнительными топливными баками, которые закреплялись под его крылом.
Интересным является тот факт, что для данного самолета компания Shell Oil разработала особое горючее. Инженеры компании создали топливную смесь, которая отличалась высокой температурой кипения, что позволяло применять ее на очень больших высотах полета. Данное горючее получило официальное обозначение JP-7. Топливо JP-7 отличалось малой упругостью паров и низкой летучестью, то есть оно плохо испарялось при высотных полетах при низком атмосферном давлении. Любопытной деталью является также то, что разработкой топлива для U-2 Dragon Lady занималось подразделение компании Shell Oil, которое было ответственно за производство репеллентов. В 1955 году мощности компании выпустили несколько сотен тысяч галлонов данного топлива (1 галлон — 3,79 литра), настолько сосредоточившись на производстве JP-7, что в этот момент в США возник существенный дефицит репеллентов.
Самолет-разведчик совершал посадку «по-велосипедному», балансируя своими длинными крыльями практически до момента полной остановки, тем более что его посадочная скорость была достаточно мала. После этого самолет одним из своих крыльев касался взлетной полосы, находя, таким образом, третью точку опоры. Для того чтобы крылья самолета не повреждались во время совершения такой посадки, их окончания были изготовлены в виде специальных санок или салазок, как их еще называли, выполненных из титанового сплава.
Ради уменьшения взлетного веса конструкторы самолета серьезно пожертвовали прочностью конструкции машины. Самолет-разведчик был рассчитан лишь на небольшие перегрузки — до 2,5 g. Это было значительно ниже требований, которые предъявлялись к военным самолетам. Для того чтобы успешно противостоять сильным порывам ветра при полете на высоте порядка 10 тысяч метров, самолету необходимо было лететь с небольшим кабрированием, то есть чуть-чуть задрав вверх нос. Помимо этого, пожертвовав прочностью фюзеляжа машина, конструкторам пришлось отказаться и от приемлемого для летчика уровня давления в кабине при полете на больших высотах.
Пилот U-2 вынужден был совершать свой полет, облачившись в специальный высотный скафандр, который подключался к системе жизнеобеспечения. Разработкой данного скафандра занималась компания David Clark Company. Именно в это время в США были на практике отработаны технологии, которые в будущем были использованы в космической программе. Инженерам необходимо было подумать не только о том, как защитить пилота на большой высоте, на которой не может существовать ничто живое, но и над тем, как дать летчику возможность принимать пищу, пить, а также справлять свои естественные надобности. Одной из находок, которая была изобретена в этот момент стали «космические» тюбики с пищей.
Обломки сбитого U-2, выставленные в Центральном музее Вооруженных сил РФ
Возникли и другие трудности. Из-за того, что самолет обладал удлиненной носовой формой и скафандра, в котором полет находился во время полета, в момент взлета и посадки он не мог в полном объеме видеть ВПП. Чтобы решить данную проблему U-2 Dragon Lady постоянно сопровождался специальным автомобилем автомобили службы аэродромного обслуживания. Для этих целей использовались спортивные модели, которые могли развить скорость 250-270 км/ч. Из салона автомобиля второй пилот давал указания пилоту взлетающего U-2.
Помимо этого, конструктивные преимущества самолета обернулись для летчиков сложностями с его управлением. К примеру, между крейсерской скоростью полета на максимальной высоте и скоростью сваливания имелся лишь очень небольшой «зазор», летчики называли его «гробовым углом». Во время проведения испытаний самолета из-за него погибли 3 летчика, при этом множество других воздушных инцидентов закончилось без жертв. Ряд подобных экзотических особенностей конструкции был платой за уникальные характеристики, которыми обладал высотный разведчик.
U-2 уходит на покой
Обнародовав 4 марта проект военного бюджета на 2015 финансовый год, США также представили вариант замены самолетов U-2 беспилотными летательными аппаратами того же назначения. По обнародованной информации, эксплуатация одного летного часа самолета Lockheed U-2 обходится американскому бюджету в 32 тысячи долларов, при этом сами самолеты, разработанные еще в 50-е годы прошлого века, уже серьезно устарели. В настоящее время в планах Пентагона использовать в разведывательных целях БЛА RQ-4 Global Hawk, стоимость одного летного часа которого обходится бюджету в меньшую сумму — 24 тысячи долларов.
Последняя версия самолета — U-2S
Любопытно, что ранее военные не спешили расставаться с Dragon Lady, они хотели продлить срок службы имеющихся на вооружении 32 самолетов как минимум до 2023 года. Однако данные планы были заблокированы Конгрессом в 2012 году. Тогда же было принято решение о приобретении еще 3-х беспилотников Global Hawk. В защиту своего самолета выступает и компания-создатель, Lockheed Martin по-прежнему занимается их обслуживанием и модернизацией. По словам специалистов компании, в ближайшей перспективе у американских ВВС не будет адекватной замены данным самолетам, так как БЛА RQ-4 после всех доработок смогут сравняться с Lockheed U-2 не ранее чем к 2020 году. Одновременно с этим компания занимается созданием нового разведывательного БЛА, который носит обозначение RQ-180. Испытания данного беспилотника начались в прошлом году.
Помимо сугубо финансовых аспектов, которые, по всей видимости, играют главную роль в решении списать все самолеты-разведчики U-2 Dragon Lady со службы, существуют и другие причины. Так командование ВВС США заявляет о том, что использование беспилотников RQ-4 поможет снизить потенциальное число потерь в вероятных военных конфликтах. Во времена Холодной войны ряд самолетов U-2 был сбит, что иногда заканчивалось гибелью пилота. Помимо этого в пользу беспилотника говорит увеличение продолжительности получения разведывательной информации, проще говоря длительности полета. Самолет-разведчик U-2 в состоянии находится в воздухе до 12 часов, тогда как RQ-4 может провести в небе до 36 часов. На данный момент еще остается возможность того, что Конгресс США не примет решение о списании самолетов-разведчиков со службы, но шансы на это с каждым днем становятся все призрачнее. В условиях довольно жесткого (по американским меркам) сокращения военных расходов, Пентагон рассчитывает сосредоточить свое внимание на более приоритетных оборонных проектах.
Летно-технические характеристики U-2S (еще на вооружении):
Первый полет — 1954 год.
Габариты: размах крыла — 31,4 м, длина — 19,2 м, высота — 4,9 м, площадь крыла — 92,9 кв. м.
Сухой вес — 7260 кг, максимальная взлетная масса — 18 600 кг.
Силовая установка — 1 GE F-118-101, тягой 86 кН.
Максимальная скорость — 805 км/ч.
Дальность полета — 9600 км.
Продолжительность полета — около 12 часов.
Практический потолок — 21 336 м.
Экипаж — 1 чел.
В 1940-х годах учёные предположили, что самолёт с несимметричным, косым крылом может оказаться лучшей формой машины для сверхзвукового полёта. С тех пор подобных проектов было рождено несколько, иные были даже реализованы в металле, но никто так и не создал совершенной конструкции. Новый виток спирали открывает экзотический проект от DARPA.
Сначала нужно немного заглянуть в историю. Идея крыла переменной стреловидности не нова, она давно и успешно применяется на некоторых военных самолётах. Но какие это крылья? Они отклоняются назад.
Однако есть и более экстравагантное решение: нераздельное крыло, поворачивающееся целиком, по мере необходимости, вокруг вертикальной оси.
На малой скорости оно будет располагаться перпендикулярно потоку, для большей манёвренности и более короткого разбега на взлёте, а на сверхзвуке будет вставать диагонально (одна половина отклонится назад, а вторая, соответственно, вперёд).
Несмотря на внешнюю нелепость, такое крыло могло бы дать самолёту ряд преимуществ. Например – более простой механизм поворота, чем в случае с двумя, отклоняемыми назад крыльями. Аэродинамика такой системы также обещает быть весьма интересной.
В конце 1970-х этой темой вплотную занялось NASA , в лице его двух исследовательских центров – Эймса (Ames Research Center) и Драйдена (Dryden Flight Research Center).
AD-1 в одном из испытательных полётов. На снимке в заголовке – тоже он, в многократной экспозиции с добавленной окраской, показывающей диапазон поворота крыла (фото NASA).
Драйден, заметим, всегда славился экзотическими работами, достаточно вспомнить (из свежих) надувные самолёты и ракеты, заострённые с обратного конца .
Инженер центра Эймса Роберт Джонс (Robert T. Jones) провёл натурные испытания в аэродинамической трубе и показал, что косое крыло может дать двукратный выигрыш в экономичности самолёта нормального размера, по сравнению с обычным стреловидным крылом, на скоростях до 1,4 скорости звука.
В 1979 году эти два центра построили экспериментальный пилотируемый турбореактивный самолёт с косым крылом — Ames-Dryden-1 (AD-1). Длина машины составляла 11,83 метра, а размах крыла (в прямом положении) — 9,85 метра.
Его крыло могло занимать перпендикулярное положение (на взлёте) и поворачиваться на угол до 60 градусов – на скорости до 272 километров в час. Больше аппарат намеренно не разгоняли, по соображениям безопасности. Всё же — экспериментальная конструкция.
До 1982 года эта машина летала 79 раз, показав неплохие лётные качества, но, однако, выявив и некоторые проблемы – с управляемостью в положении с диагональным крылом и с прочностью этого самого крыла.
Один из пилотов AD-1 Ричард Грей (Richard Gray) и его самолёт (фото NASA).
Да, косое летающее крыло, в теории, обеспечивает лучшее аэродинамическое качество на высокой скорости, чем традиционные летающие конструкции.
Но инженеры так и не выяснили, как строить подобный самолёт, чтобы удачно совмещать в нём аэродинамическую устойчивость и управляемость, интегрированные двигатели и систему управления и так далее, и тому подобное. К тому же сверхзвуковой полёт такой системы также пока не исследован на практике.
И вот теперь оборонное агентство Пентагона DARPA намерено превзойти своих предшественников на этом пути (силами субподрядчиков, естественно).
Его проект «Автоматический (раскладной) нож» (Switchblade), он же «Косое летающее крыло» (OFW), просто затмевает всё ранее выдуманное.
Это будет самолёт-крыло, без каких-либо выступающих частей, килей, фюзеляжа, кабины или подвешенных снаружи двигателей. Но при этом крыло — летящее в диагональном положении, более того — способное менять угол между собой и направлением полёта.
А это значит, что его двигатели должны иметь управляемый вектор тяги, а их воздухозаборники должны хорошо работать в широчайшем диапазоне углов набегающего потока.
Так может выглядеть Switchblade в полёте. Обратите внимание на направление выхлопа встроенных турбореактивных двигателей (иллюстрация с сайта defensetech.org).
DARPA выдвигает следующие требования к соискателям:
— Схема – косое летающее крыло – бесхвостка;
— Колёсное убираемое шасси для нормального взлёта и посадки на полосу;
— Реактивные двигатели с воздушным «дыханием» (не ракетные);
— Минимально возможный угол между перпендикуляром к направлению полёта и крылом – не более 30 градусов;
— Максимальный угол между перпендикуляром к направлению полёта и крылом – не менее 60 градусов (с демонстрацией смены угла в полёте);
— Максимальная скорость — не менее 1,2 скорости звука;
— Относительное удлинение крыла в положении минимального наклона — 7 или выше;
Пятидесятые годы прошлого века заслуженно считаются периодом бурного развития авиации. Появление реактивных двигателей, новых материалов и новых технологий позволило авиаконструкторам заняться самыми смелыми проектами. Настолько смелыми, что некоторые из них до сих пор поражают воображение. Большое количество проектов того времени не было воплощено в металле, но послужило прекрасным источником новых идей и способом проверить их перспективы. Одним из таких проектов стал ДСБ-ЛК, разработанный сотрудниками Ленинградской Краснознаменной военно-воздушной инженерной академии им. А.Ф. Можайского (ЛКВВИА) в конце пятидесятых годов.
Во второй половине пятидесятых годов ведущие авиастроительные организации Советского Союза по заказу Главного штаба военно-воздушных сил вели работы по теме «Изыскание путей развития сверхзвуковых гидросамолетов большой дальности полета». Среди прочих проработкой облика перспективного самолета занимались инженеры ЛКВВИА под руководством А.С. Москалева и А.И. Смирнова. Они вели предэскизную разработку нескольких вариантов сверхзвукового самолета в конфигурации стратегического бомбардировщика, самолета-амфибии и гидроплана. Три предварительных проекта отличались друг от друга различными деталями облика, но их объединяла высокая крейсерская скорость полета. Целью исследований было определение самой лучшей конфигурации перспективного сверхзвукового самолета.
В начале работ по трем проектам требования к новым самолетам были достаточно расплывчатыми. Предполагалось, что, создав предэскизный проект, укладывающийся в установленные широкие рамки, можно будет определить требования к самолетам, которые будут летать в будущем. Поэтому взлетная масса бомбардировщика, гидросамолета и амфибии могла находиться в пределах от 150 до 500 тонн, скорость полета задавалась на уровне М=2-4, а высота полета на уровне цели не менее 20 км. При таких характеристиках разрабатываемые самолеты должны были нести 5-15 тонн боевой нагрузки.
Поисковые компоновочные схемы тяжелого бомбардировщика, разработка ЛКВВИА им. А. Ф. Можайского.
Сотрудники ЛКВВИА рассмотрели большое количество вариантов компоновки перспективных самолетов. Проверялись перспективы обычной компоновки, «летающего крыла», бесхвостки и «утки». Самолеты могли получить стреловидное, треугольное, прямоугольное, трапециевидное или серповидное крыло. В качестве силовой установки рассматривались турбореактивные двигатели с форсажной камерой и без, а также комбинированный вариант с турбореактивными и прямоточными двигателями.
Разрабатывавшиеся проекты в будущем могли стать основой для самолетов различного назначения. Предъявляемые требования позволяли сделать как стратегический бомбардировщик, так и высокоскоростной транспортный самолет большой дальности. Предполагалось, что бомбардировщик будет нести самолетные баллистические снаряды (аэробаллистические ракеты) либо крылатые ракеты. Боевые возможности самолета рассматривались, исходя из заданных параметров вооружения. Так, баллистический снаряд при пуске с высоты 20-30 км должен был лететь на 2500 километров, крылатая ракета – на дальность прямой видимости.
Специально для «сухопутного» варианта самолета были введены некоторые ограничения по массе и взлетно-посадочным характеристикам. С учетом возможностей существовавших на тот момент аэродромов взлетную массу перспективного бомбардировщика ограничили 300 тоннами. Самолет должен был отрываться от полосы на скорости до 350 км/ч, а посадочную требовалось довести до 250 км/ч. Разбег и пробег ограничивались 1600 метрами. Гидросамолет и самолет-амфибия не имели таких ограничений, поскольку они могли бы использовать в качестве взлетной полосы крупные водоемы.
В результате сравнения нескольких вариантов перспективного сверхзвукового самолета был выбран самый лучший. Победителем этого соревнования стал дальний самолет, выполненный по схеме «летающее крыло» с шестью турбореактивными двигателями. Такой облик позволял добиться максимально возможных летных характеристик без потерь в боевых качествах. После определения лучшего варианта начался очередной этап программы изучения перспективных сверхзвуковых самолетов. К работам кроме ЛКВВИА им. Можайского были привлечены ЦАГИ, ВВИА им. Н.Е. Жуковского и ОКБ-23 во главе с В.М. Мясищевым.
Самолет, получивший обозначение ДСБ-ЛК (Дальний стратегический бомбардировщик – «летающее крыло»), проектировался в ударном варианте, хотя не исключалась возможность создания разведывательной модификации. Проект рассматривался в качестве продолжения предыдущих работ, из-за чего строительство и испытания самолета не планировались. По некоторым данным, в ходе разработки проекта облик бомбардировщика ДСБ-ЛК был немного изменен. В нем были учтены лучшие наработки по другим проектам, разработанным ранее.
Компоновка «летающая крыло» позволила грамотно скомпоновать внутренние объемы самолета. При длине 49-52 метра и размахе крыла 36-38 метров взлетный вес ДСБ-ЛК предполагалось довести до 250-280 тонн. Сухой вес самолета, согласно расчетам, равнялся 88,5 тонны.
Самолет ДСБ-ЛК не имел выраженного фюзеляжа. Эта часть конструкции незначительно выступала из крыла в носовой части, но затем плавно переходила в него. По бокам от носового обтекателя начинался центроплан, постепенно расширявшийся к средней части самолета. Примерно на середине длины машины на центроплане располагались мотогондолы, нижняя часть которых немного выступала из крыла. По бокам мотогондол к центральной части крыла крепились трапециевидные в плане консоли. Стреловидность центроплана равнялась 72°, консолей – 42°. Над мотогондолами предполагалось разместить два киля.
В качестве силовой установки в проекте ДСБ-ЛК рассматривались шесть турбореактивных двигателей ВК-15М с номинальной тягой по 10000 кгс и форсажной 15800. При помощи шести двигателей, размещенных в двух мотогондолах, перспективный бомбардировщик мог бы развивать скорость до М=2,8. Расчетный практический потолок достигал 35 км. Максимальная дальность полета при полной заправке превысила 16,5 тыс. км.
Примененная компоновка «летающее крыло» могла обеспечить неплохие взлетно-посадочные характеристики. Длина разбега бомбардировщика должна была немного превышать 1100 метров, пробега – 1050 м. Отрываться от земли самолет должен был на скорости 330-335 км/ч, посадочная скорость не превышала 180-190 км/ч.
В центральной части фюзеляжа, между мотогондолами, находился грузоотсек. Его размеры позволяли перевозить вооружение общим весом до 15 тонн. В качестве основного оружия рассматривались перспективные крылатые ракеты и самолетные баллистические снаряды. Кроме того, при необходимости бомбардировщик ДСБ-ЛК мог бы применять бомбы калибра до 5000 кг.
Для самообороны самолет мог бы нести две (на верхней и нижней поверхностях крыла) турели с автоматическими пушками. Оптимальным было признано использование орудий с темпом стрельбы до 7-9 тыс. выстрелов в минуту. Расчетный боекомплект каждого из орудий состоял из 700-1200 снарядов. Дополнительным вооружением для самообороны самолета могли стать ракеты «воздух-воздух» с дальностью стрельбы до 10 километров.
В зависимости от состава комплекса радиоэлектронного оборудования экипаж бомбардировщика ДСБ-ЛК мог состоять из двух, трех или четырех человек. В варианте самолета-разведчика численность экипажа могла измениться.
В 1960 году Ленинградская Краснознаменная военно-воздушная инженерная академия им. А.Ф. Можайского и смежные организации завершили эскизное проектирование перспективного бомбардировщика ДСБ-ЛК. Этот проект изначально рассматривался как пробный и носил исследовательский характер. По этой причине в том же году работы по проекту прекратили, а документацию передали нескольким авиастроительным организациям. Опыт, полученный в ходе проработки пробного проекта, пригодился при создании множества новых самолетов.
December 30th, 2013
В интернете иногда можно встретить определение этого самолета как так называемый «самолет-невидимка». Это конечно же не так. Разработка концепции была начата задолго до наступления эры радиолокационого обнаружения. Концепция машины определялось стремлением снизить общее общее сопротивление за счёт исключения всех возможных источников сопротивления, кроме сопротивления собственно крыла — в первую очередь за счёт отказа от всех стабилизирующих поверхностей. Это привело к необходимости использования стреловидного крыла — только на стреловидном крыле с S-образным профилем можно достигнуть продольной устойчивости.
Именно и только ЭТИ факторы и определили весь аэродинамический облик.
Давайте узнаем историю этого самолета подробнее …
Одним из самых нестандартных боевых самолетов, построенных в течении 2-й мировой войны, стал Go.229 — первый турбореактивный самолет — «летающее крыло». Он представлял собой итог более чем десятилетней конструкторской деятельности братьев Реймара и Вальтера Хортенов, главной целью которых было создание самолета с минимальным сопротивлением. В результате Go.229 не имел фюзеляжа как такового. Толщина центроплана была достаточной для размещения в нем пилота и двигателя. Вертикальное оперение отсутствовало. Управление по курсу осуществлялось спойлерами, установленными на крыле.
Участие «Готаер вагонфабрик» свелось к подготовке серийного производства с некоторыми соответствующими изменениями в конструкции. Основную же работу провели братья Хортены по собственной инициативе за два года до присоединения к их работам концерна в Готе. В 1942г. майор Вальтер Хортен и его брат обер-лейтенант Реймар были отозваны из строевых частей специально для работы в «зондеркоманде 9″, созданной под эгидой люфтваффе исключительно для реализации проекта «летающего крыла».
Фото 2.
Основная идея заключалась в том, что чистое крыло будет иметь значительно меньшее аэродинамическое сопротивление. Первый планер «Хортен-I» полетел еще в 1931г, когда Вальтеру Хортену только исполнилось 16 лет. Деревянный планер с тканевым покрытием управлялся элевонами и рулевыми тормозами на концах крыла. Опыт, полученный в работе над ним, отразился в создании в 1934г. нового «Хортен-II», имевшего большее удлинение крыла и стреловидную заднюю кромку. Внутренние элевоны использовались как рули высоты, а внешние — как элероны. В течении 1935г. «Хортен» был оснащен 80-сильным двигателем воздушного охлаждения «Хирт» НМ-60R, расположенным внутри крыла и работающим на толкающий винт через удлиненный вал.
Оба брата поступили в люфтваффе в 1936г, но продолжили свою конструкторскую деятельность. В 1936-37 гг были построены три «Хортена-II», участвовавшие в состязаниях в Роне в 1937г. В 1938г. Хортены ушли из люфтваффе и построили еще ряд самолетов. Первый из них «Хортен-III» послужил образцом для всех последующих машин братьев. Центропланная секция была сварена из стальных труб, однолонжеронное крыло — деревянное. Два «Хортена-III» участвовали в 1938г. в соревнованиях в Роне, достигнув хороших результатов. Правда, оба самолета были оставлены своими пилотами с парашютами из-за сильного обледенения.
Фото 3.
К этому времени работы братьев получили заметную официальную и неофициальную известность. В 1939 ими интересовался Эрнст Хейнкель, но переговоры зашли в тупик из-за его желания зарегистрировать все последующие патенты на свое имя. Еще одни переговоры прошли с Вилли Мессершмиттом, но опять же безрезультатно. После недолгой работы в Техническом университете Бонна братья вернулись в люфтваффе.
Однако, участие в политической жизни Вальтера Хортена вместе с дружбой с Эрнстом Удетом (Реймар Хортен был женат на секретарше Удета) позволили братьям продолжить конструкторскую деятельность. Действенное участие министерства авиации и создание «зондеркоманды-9″ на базе ремонтного завода в Геттингене помогло им. Кроме того, братья могли использовать фурнитурную фабрику «Пешке» для вспомогательных работ.К моменту передачи завода братья спроектировали и построили планер Но-IV, в котором пилот располагался лежа. Удлинение крыла было 21.66 вместо 10.66 на Но-III.
Фото 4.
Первым спроектированным с самого начала самолетом Хортенов стал двухместный Ho-V с двумя 80-сильными моторами «Хирт» НМ-60R. Двигатели располагались в крыле и приводили толкающие винты через удлиненные валы. Братья довольно быстро осознали перспективы сочетания прекрасной аэродинамики летающего крыла с турбореактивным двигателем. Однако они понимали, что несмотря на хорошие связи в РЛМ, консерватизм последнего пересилит. К счастью, разведка добыла сведения, что подобные работы проводятся в США на фирме «Нортроп». Это подхлестнуло РЛМ в финансировании работ «зондеркоманды 9″, предоставив ей особый статус, выводящий из-под непосредственного руководства Технического департамента.
Перед проработкой проекта реактивного истребителя «летающее крыло» Хортены создали двухместный учебный Но-VII, главной задачей которого было обучение пилотов на самолете столь необычной схемы. Одновременно самолет должен был послужить для проверки проработок по реактивному истребителю. В результете Но-VII официально предназначался на роль опытного самолета для аэродинамических исследований и в качестве связного.
Фото 5.
В конце августа 1943 г. «команда 9», возглавлявшаяся братьями Вальтером и Раймаром Хортенами, получила заказ от RLM на постройку двух опытных образцов ударного самолета Н IX. Сроки были весьма жесткими: первую машину (без двигателей) требовалось подготовить к марту 1944 г., вторую машину с двумя ТРД BMW 003А - к июню того же года. Сборка опытных машин Н IXVI и Н IXV2 осуществлялась на базе ремонтного завода в Геттингене.
Самолет был выполнен по схеме классического летающего крыла. Вертикальное оперение отсутствовало, для управления на крыле имелись рулевые поверхности - элевоны и закрылки, а также воздушные тормоза (спойлеры). Центроплан самолета был сварен из стальных труб, консоли крыла выполнены из дерева, обшивка - из фанеры толщиной 17 мм. В серийном производстве предусматривалось заменить фанерную обшивку комбинированной обшивкой толщиной 15 мм. Комбинированная обшивка должна была представлять собой трехслойную композицию: два наружных слоя из фанеры толщиной 1,5 мм и внутренний слой толщиной 12 мм, состоявший из смеси опилок и порошка древесного угля, пропитанный клеем. Древесный уголь должен был сделать самолет «невидимым» на экранах локаторов.
Шасси самолета - трехстоечное, убиравшееся в фюзеляж. Предусматривалась подвеска под центропланом двух бомб типа SC 1000 весом по 1000 кг или пары топливных баков по 1250 л. Вооружение самолета разрабатывалось в двух вариантах: четыре пушки МК 108 или две пушки МК 108 и две фотокамеры RB 50/18.
Фото 15.
Контракт на 20 Но-VII был передан на завод «Пешке» в Миндене. В целом похожий по конфигурации на Но-V, новый самолет был оснащен двумя двигателями «Аргус» Аs-10С мощностью 240л.с, и имел убираемое четырехстоечное шасси. Два передних колеса на отдельных стойках крепились у самой линии симметрии и убирались назад. Две задние стойки под валами двигателей убирались вперед с поворотом на 90 градусов.
Первый Но-VII был изготовлен и облетан в Миндене летом 1943г, но к моменту готовности второго самолета спустя несколько месяцев РЛМ потеряло интерес к «летающему крылу». Оставшиеся 18 Но-VII так и не были закончены. Несмотря на утрату интереса со стороны официальных лиц, Хортены продолжили работу над реактивным истребителем, который они назвали Но-IX — его сборка уже началась в Геттингене. Сначала для проведения аэродинамических исследований был построен безмоторный Но-IX-V1 c неубираемым трехстоечным шасси. РЛМ узнало о существовании опытного самолета только в начале 1944г, когда тот был уже наполовину закончен. Хотя такая «приватная» инициатива строго пресекалась министерством, братья получили поддержку. Необычная компоновка самолета захватила воображение Геринга, который оказал проекту персональную поддержку и потребовал начать летные испытания в моторном варианте в кратчайший срок.
Фото 6.
С официальной поддержкой программа Но-IХ получила дополнительный импульс. Весной 1944г. были проведены первые успешные испытания безмоторного прототипа. Начались работы над второй машиной. Из-за неготовности к этому времени турбореактивных двигателей ВМW-003 на втором опытном самолете было решено установить Jumo-004, что потребовало внести в конструкцию некоторые изменения.
Но-IX-V2 был спроектирован из расчета на перегрузку 7, что с запасом прочности 1.8 давало разрушающую перегрузку 12.6. Крыло относительной толщиной 14% в корне и 8% на концах с симметричным профилем. Центропланная секция имела S-образный профиль. В ней размещались пилот, двигатели и стойки шасси. Центроплан сварной из стальных труб с фанерной обшивкой (за исключением района выхлопных сопел моторов, обшитого стальным листом). Консоли цельнодеревянной конструкции с металлическими законцовками. Передняя кромка выполнялась из так называемого литого дерева, представлявшего собой прессованый с резиной опилки. Остальная поверхность крыла обшивалась фанерой. Специальный лак придавал ей высокую чистоту. Крыло с одним основным лонжероном и одним вспомогательным, к которому крепились рулевые поверхности. Протектированные мягкие баки общим объемом в 3000л занимали две трети объема консоли. Баков в каждом крыле было четыре — по два за и перед лонжероном.
Фото 7.
Два ТРД Jumo-004В монтировались близко к линии симметрии. Они проходили через главный лонжерон и их воздухозаборники заметно снижали относительную толщину центроплана. Выступами на поверхности крыла были только обтекатели двигателей, которые не удалось вписать в контур, и приземистый фонарь кабины пилота. Шасси трехстоечное; носовое колесо убиралось назад, основные стойки — к линии симметрии. Первоначально планировалось использовать четырехстоечное шасси по образцу Но-VII, но потом предпочтение было отдано одной высокопрочной носовой стойке, воспринимающей до 45% нагрузки на шасси. Для сокращения пробега был предусмотрен тормозной парашют.
Продольная и поперечная управляемость обеспечивалась элевонами, которые вместе с закрылками занимали всю заднюю кромку крыла. Закрылки были связаны со спойлерами, расположенными сразу за стойками шасси. Управление по курсу осуществлялось спойлерами на консолях сразу за главным лонжероном. При этом использовалась пара спойлеров разной длины на верхней и нижней поверхности крыла. Подпружиненная проводка производила сначала выпуск малого спойлера, а потом, когда он выпускался полностью, большого. Таким образом обеспечивалось нормальное управление самолета на малых и больших скоростях.
Фото 8.
Пока шла сборка Но-IX-V2, в Ораниенберге под Берлином проходили испытания безмотороного V1, давшие хорошие результаты.
Первый полет машины Н IXV1 состоялся 1 марта 1944 г. в Геттингене. Подлеты за буксировщиком He 45 проводил летчик X. Шайдхауэр. Четыре дня спустя он во втором полете за буксировщиком He 111 поднялся на высоту 4000 м и спланировал на аэродром. К концу апреля стало ясно, что двигатели BMW не будут доведены до нужной кондиции к запланированному первому вылету второй машины. В итоге решили установить на самолет двигатели Jumo 004В, имевшие несколько больший диаметр. Машину пришлось в срочном порядке переделывать. С целью защиты крыла от горячих газов двигателей использовали стальные листы, причем между ними и центропланом был зазор 10 мм.
Хотя самолет Н IXV2 еще находился в сборке, RLM в июле 1944 г. выдало контракты на постройку по 20 предсерийных машин фирмам «Клемм» и «Гота». Вскоре контракт фирмы «Клемм» из-за ее загруженности работами по самолету Мессершмитт Me 163В передали на «Готу». Сборка серийных самолетов, получивших обозначение Ho 229, была запланирована на заводе в Фридрихсроде.
Но однажды пилот забыл убрать находящийся в потоке вентилятор генератора, и последующая авария при посадке задержала испытания. Однако, уже проведенные были достаточными, чтобы изучить характеристики самолета и начать серийное производство.
Конструктора «Готы» практически не изменили конструкции, но переделали кабину, оснастив ее простейшим катапультируемым сиденьем. Обтекатели двигателей были увеличены. Была введена система обдува холодным воздухом обшивки в районе сопел двигателей. Довольно сильно изменили шасси, рассчитанное на больший взлетный вес.
Фото 9.
Предусматривалась установка четырех пушек МК-103 или МК-108 рядом с двигателями. Под центроплан можно было подвесить две 1000кг бомбы или два 1250л бака. Была спроектирована и двухместная всепогодная версия Go.229b под локатор сантиметрового диапазона FuG-244 «Бремен» в удлиненном носовом обтекателе. Второй и третий самолеты постройки ГВФ — V4 и V5 были прототипами этой серии.
Пока на ГВФ разворачивалось серийное производство, в Геттингене был закончен Но-IХ-V2, перевезенный в Ораниенберг для летных испытаний.
Вторая опытная машина Н IXV2, оборудованная двигателями, поднялась в воздух 18 декабря 1944 г., однако во время четвертого испытательного полета 18 февраля 1945 г. машина разбилась, а летчик-испытатель погиб. По другой версии на первых полетах носовая стойка шасси была заблокирована в выпущенном положении. При нормальном взлетном весе и опущенных на 10 закрылках скорость отрыва была 150км/ч при разбеге в 500 м. С выпущенным носовым колесом скорость достигала 300 км/ч. Управляемость оправдала самые оптимистичные предположения. В марте носовое колесо стали убирать в полете. Была достигнута скорость 795км/ч, но во время посадки правый двигатель заглох. Пилот лейтенант Циллер катапультировался, самолет перевернулся, упал на землю и сгорел. Всего опытный самолет налетал два часа.
Несмотря на неудачу со второй опытной машиной, производство самолета Ho 229 (иногда еще встречается обозначение Go 229) на фирме «Гота» продолжалось. Ho 229V3 (Н IXV3) должен был стать прототипом одноместного серийного истребителя-бомбардировщика, машина Ho 229V6 - прототипом двухместного ночного истребителя и учебно-тренировочного самолета.
Фото 10.
Сборка следующего опытного самолета в Фридрихсроде уже заканчивалась. Go.229-VЗ должен был стать первым прототипом серийного Go.229a. V4 и V5 были прототипами Go.229b — двухместного всепогодного истребителя. V6 был вторым опытным самолетом серии А с пушками МК-103 вместо МК-108. V7 должен был стать учебным двухместным вариантом. 12 марта 1945г. на совещании у Геринга Go.229 был включен в «срочную истребительную программу»
Фото 11.
14 апреля 1945 г. американские войска захватили завод в Фридрихсроде. Обнаружилось, что Ho 229V3 был уже практически закончен и подготовлен к испытаниям, Ho 229V4 и Ho 229V5 недостроены, а Ho 229V6 находился в начальной стадии постройки. Кроме того, были готовы узлы для 20 машин. Ho 229V3 был позднее разобран, перевезен в США и тщательно изучался американскими авиационными специалистами.
Фото 12.
Фото 13.
Фото 14.
Фото 16.
Фото 17.
Go.229 V3 в сборочном цеху
Фото 18.
Кабина пилота Go.229 V3
Фото 19.
Go.229 V3 восстановленный американцами
Фото 20.
Фото 21.
Фото 22.
Фото 23.
Фото 24.
Фото 25.
Фото 26.
Фото 27.
Фото 28.
Фото 29.
Фото 30.
Фото 31.
Фото 32.
Фото 33.
Фото 34.
Фото 35.
| Модификация | Go.229a-0 |
| Размах крыла, м | 16.75 |
| Длина, м | 7.45 |
| Высота, м | 2.80 |
| Площадь крыла, м2 | 50.80 |
| Масса, кг | |
| пустого самолета | 4600 |
| нормальная взлетная | 7515 |
| максимальная взлетная | 9000 |
| Тип двигателя | 2 ТРД Junkers Jumo-004В-1, -2 или -3 |
| Тяга, кгс | 2 х 890 |
| Максимальная скорость, км/ч | 970 |
| Крейсерская скорость, км/ч | 685 |
| Практическая дальность, км | |
| без ПТБ | 1880 |
| с ПТБ | 3150 |
| Максимальная скороподъемность, м/мин | 1320 |
| Практический потолок, м | 16000 |
| Экипаж, чел | 1 |
| Вооружение: | четыре 30-мм пушки МК-103 или МК-108; 2х 1000-кг бомбы |
в Избранное в Избранном из Избранного 3
Интересная винтажная статья, которая, думаю, заинтересует коллег.
Невольно удивляешься, когда в отделе перспективных разработок ЦАГИ видишь эту плоскую, без фюзеляжа, модель летательного аппарата.
Эффект масштаба, – поясняет заместитель начальника отдела Владимир Денисов, один из авторов новой конструкции. – Модель чуть больше метра, сам аппарат будет в сто раз крупнее. Хватит и для пассажиров, их можно разместить даже на двух этажах – в общей сложности 936 человек…
Во всем мире объем перевозок людей и грузов, в том числе и по воздуху, возрастает: к 2000 году планируется их повышение в 2,5 раза. Ни одна страна в мире не может позволить себе во столько же раз увеличить количество аэропортов и самолетов – для этого недостанет ни территории, ни средств, ни производственных мощностей. Остается идти по пути, намеченному уже сегодня, когда на смену обычным самолетам, вмещающим 100–150 пассажиров, приходят широкофюзеляжные аэробусы, берущие на борт более 300 человек.
Впрочем, проект специалистов Центрального аэрогидродинамического института имени Н. Е. Жуковского интересен не только большой «пассажироемкостью». Рассмотрев на предварительном этапе все возможные варианты, А. Л. Болсуновский, Б. И. Гуревич, В. Е. Денисов, Л. М. Шкадов и Г. И. Загайнов решили использовать в своей разработке так называемое «летающее крыло». Расчеты показывают, что такое решение обладает рядом преимуществ по сравнению с традиционными схемами.
Без хвостового оперения и конструкторы, и пилоты летательных аппаратов давно научились обходиться, управляя ими с помощью элеронов. Примерами могут послужить наш сверхзвуковой авиалайнер Ту-144, зарубежные самолеты «Конкорд» и «Мираж».
Что же касается фюзеляжа, то он, с точки зрения аэродинамиков, лишь ухудшает летные характеристики машины. Но где же еще размещать экипаж, пассажиров и груз?.. И только когда внутри крыла нашлось для этого достаточно места, конструкторы поспешили избавиться от опостылевшего «довеска»
– Срабатывает так называемый закон «квадрата-куба»,– пояснил Денисов.– При увеличении самолета площадь его крыла растет пропорционально квадрату, скажем, длины, объем – кубу. При определенных размерах необходимость в фюзеляже как таковом отпадает.
Это, в свою очередь, позволяет примерно на четверть повысить аэродинамическое качество летательного аппарата: теперь фюзеляж не создает излишнего сопротивления набегающему потоку. Улучшаются и эксплуатационные расходы: если сегодняшние авиалайнеры расходуют примерно 20 г условного горючего на «пассажиро-километр», то «летающее крыло» способно снизить этот показатель до 15.
Свою работу конструкторы начинали не на пустом месте. Еще на заре авиации, в 1876 году, французы А. Пено и Э. Гошо получили патент на летательный аппарат, имевший все характерные признаки «летающего крыла» или «бесхвостки»: отсутствовало хвостовое оперение, центр масс был смещен вперед (на 20% хорды крыла), профиль крыла имел S-образную форму, обеспечивающую нормальную устойчивость и балансировку. Однако из-за финансовых затруднений проект осуществлен не был. Первый самолет «Эол» с паровым двигателем построил в 1890 году другой французский изобретатель К. Адер.
В нашей стране теоретические разработки подобной конструкции были начаты В.В. Котовым, о чем в мае 1896 года он сделал доклад на заседании воздухоплавательного отдела Русского технического общества. В дальнейшем идеи Котова, а также опыт авиаконструкторов Франции, Австрии, Англии использовал в своей работе советский конструктор и изобретатель Б. И. Черановский. Начиная с 1921 года, он конструирует и строит ряд экспериментальных планеров и самолетов данной схемы. Последний из них – одноместный спортивный самолет БИЧ-21 – был представлен к испытаниям в январе 1941 года и совершил несколько вылетов, причем в одном из них достиг рекордной для того времени скорости полета на небольшой высоте с выпущенным шасси – 320 км/ч.
Вторая мировая воина затормозила дальнейшие работы у нас, но, как ни странно, подстегнула немецкого ученого и конструктора А. Липпиша. Начав свои исследования в 1926 году, к концу войны он сумел довести одно из своих детищ до серийного производства. К январю 1945 года на секретных заводах третьего рейха изготовили 370 самолетов-истребителей Ме-163В схемы «бесхвостка» Правда, из-за непомерно большого расхода топлива жидкостными ракетными двигателями дальность полета составляла всего 90 км, и сколько-нибудь серьезного участия в боевых действиях «наисекретнейшее оружие люфтваффе» гак и не приняло.
После войны центр тяжести разработок переместился за океан. В 1946 году американский конструктор Д. Нортроп подводит черту под своими многолетними экспериментами, отправив в первый полет тяжелый четырехмоторный бомбардировщик ХВ-35. Это цельнометаллическое летающее крыло с размахом более 50 м весило около 100 т. Четыре двигателя, по 2200 кВт (3000 л.с.) каждый, вращали по два четырехлопастных воздушных винта противоположного вращения. 9 членов экипажа размещались в двух герметичных кабинах.
В дальнейшем накопленный опыт пригодился Нортропу при проектировании бомбардировщика В-2, выполненного по технологии «стелс».
Наконец, в конце 80-х конструкторы разных стран осуществили несколько перспективных проектов типа «летающее крыло». Среди них стоит, пожалуй, отметить английский «стрельчатый аэробус», рассчитанный на 154 пассажира. Он предназначен для работы на коротких авиалиниях (до 800 км) и позволяет на 20% снизить транспортно-эксплуатационные расходы. Другой пример – американский проект сверхтяжелого грузового самолета с 8 двигателями, способного поднять 250 т груза.
– Однако почему давно опробованная схема так, по существу, и не пошла дальше экспериментов?
– Несмотря на очевидные преимущества, «летающее крыло» имеет и ряд недостатков. Испытания многих из перечисленных выше летательных аппаратов заканчивались аварией. Камень преткновения – малая устойчивость на определенных режимах полета.
Преодолеть этот недостаток удалось лишь В-2. Каким образом? Во-первых, применение быстродействующих ЭВМ в ходе аэродинамических расчетов позволило теперь рассчитать оптимальные формы летательного аппарата, обеспечивающие ему наилучшую устойчивость и управляемость. Во-вторых, та же вычислительная техника позволяет оборудовать нынешние летательные аппараты активными системами обеспечения устойчивости. Компьютер, соединенный с органами управления самостоятельно, независимо от пилота, поддерживает устойчивость машины на всех режимах полета
Все эго и возродило интерес к схеме «летающее крыло». Проведенные в ЦАГИ исследования показывают, что перспективный деятельный аппарат может использовать новые высокоэффективные типы турбореактивных и турбовентиляторных двигателей, которые уже сегодня готовятся к выпуску: в нашей стране – ОКБ Н.Д. Кузнецова, за рубежом – знаменитой фирмой «Пратт энд Уитни». Конфигурация крыла такова, что характер его обтекания позволяет установить эти двигатели над ним в задней части самолета. Таким образом, двигатели будут работать в оптимальном режиме и не станут досаждать своим грохотом ни пассажирам (большая часть акустических колебаний сносится набегающими потоками воздуха назад), ни тем, кто находится на земле, поскольку крыло частично экранирует источники шума от ее поверхности.
– Конечно, проект чрезвычайно трудоемкий и дорогой, – отметил в заключение В. Денисов. – Осуществить его в одной стране, даже в такой, как США, трудно. Необходима международная кооперация. Она тем более выгодна, что самолетов сверхвысокой вместимости нужно не гак уж много и делать их по принципу «каждый для себя» не имеет смысла. А вот все вместе конструкторы и авиастроители мира вполне могут наладить серийный выпуск таких машин к 2010 – 2015 годам. То есть как раз к тому времени, когда нынешние новинки успеют устареть.
К сказанному добавим: проект отечественных конструкторов был с интересом встречен участниками международного конгресса во французском городе Страсбурге. А американские конструкторы подумывают, как запустить подобное «крыло», только еще больших размеров и состоящее из нескольких секций, в беспосадочный полет вокруг Земли. Доставлять пассажиров на его борт и снимать долетевших до места назначения будут небольшие «челноки», базирующиеся на обычных аэродромах. Но это уже следующий шаг. В авиацию XXI века.