Министерство образования Российской Федерации
ФГБОУ ВПО УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра авиационных двигателей
«Сверхзвуковые гидросамолеты: вымысел или реальность»
Выполнил: студент группы ДЛА-12П
Факультета АДЭТ
Уфа 2015
Содержание
1. Введение
2. Гидросамолет
3. Летающаялодка — оружие судного дня
4. Сверхзвуковой, дальний, океанский
5. Convair F2Y-1 - сверхзвуковой гидроплан
6. Проект тяжелого сверхзвукового гидросамолета ЛКВВИА
7. Заключение
8. Список использованной литературы
Введение
Человечество с незапамятных времен стремится подняться в небо. Об этом свидетельствует легенда, об Икаре, взлетевшему так высоко, что Солнце опалило его восковые крылья, и он упал на Землю. Однако ничто не могло остановить мечту человека о полетах в небе. Во многих народах мира существует сказка о ковре-самолете.
Людям было интересно узнать, а может ли подняться в воздух обычная лодка? Так возникла идея создания гидросамолета, которая появилась еще до разработок обычного самолета. Поэтому считаю эту тему актуальной и в наше время.
Цель работы:
Выяснить существуют ли сверхзвуковые гидросамолеты.
Для достижения цели в работе ставятся следующие задачи:
1) Узнать, что такое гидросамолет;
2) Ознакомится с основными схемами, проектами сверхзвуковых гидросамолетов, как в начале разработок, так и в наши дни.
3) Собрать и обобщить имеющуюся информацию по данной теме.
Гидросамолёт
Гидросамолёт – самолёт, способный взлетать с воды и садиться на воду, а также маневрировать на воде. Конструкция и основные аэродинамические характеристики у гидросамолёта такие же, как и у сухопутных самолётов. Но, кроме того, он должен обладать плавучестью, непотопляемостью, остойчивостью на воде, т.е. качествами, характерными для судов. Гидросамолёты обычно имеют верхнее расположение крыла. Двигатели, как правило, устанавливают над крылом, чтобы их не заливало водой при взлёте и посадке. У большинства гидросамолётов фюзеляж своими обводами напоминает лодку. Такие самолёты и называются летающими лодками. Взлетая, они, как лодки, скользят по воде, пока не наберут необходимую для взлёта скорость. Чтобы летающая лодка на плаву не касалась крылом воды, устанавливают подкрыльные поддерживающие поплавки либо прикрепляют по бокам фюзеляжа обтекаемые герметичные баки, т. н. жабры. Другой распространённый тип гидросамолёта – поплавковый. Он практически ничем не отличается от сухопутных самолётов, только вместо колёсных шасси у него под фюзеляжем установлены поплавки.
Летающая лодка — оружие судного дня
6 июля 1961 г. День Авиации. Тушинский аэродром. Тысячи зрителей. Из мощных динамиков разносится: «Мы рождены, чтоб сказку сделать былью…» И вдруг над самыми трибунами со страшным грохотом проносится четверка огромных летающих лодок. Но людей поразили не столько их размеры, сколько наличие реактивных двигателей и стреловидных крыльев. Такого отродясь не видели не только московские обыватели, но и западные военные атташе!
Зачем русским реактивные летающие лодки, то есть лишние проблемы при взлете и посадке на воде? Да и для патрульной и противолодочной службы, а именно этим занимались летающие лодки во всем мире, околозвуковые скорости не только не нужны, а скорее противопоказаны. Военные обозреватели и адмиралы на Западе не могли понять очередного чудачества русских.
Но лишь несколько человек на правительственной трибуне в Тушине знали, что четверка летающих лодок Бе 10 – это осколки грандиозного плана Хрущева сокрушить Америку с помощью гидроавиации.
Уже в 1946 г. американские летающие крепости Б 29, действуя с промежуточных аэродромов на территории своих союзников в Европе, Турции, Иране и Японии, могли нанести ядерный удар по любому нашему городу, включая Москву. В 1949 г. в СССР произвели испытания ядерного оружия и создали улучшенный аналог Б 29 – бомбардировщик Ту 4. Советская летающая крепость могла уничтожить любой европейский город, но не доставала до США. Долгие годы североамериканский континент был недосягаем для советских сил ядерного возмездия. Напомню, что в ходе кубинского кризиса в декабре 1962 г. СССР располагал менее чем двадцатью межконтинентальными баллистическими ракетами (МБР) и несколькими бомбардировщиками Ту 95, способными поразить территорию США.
А в начале 1950 х годов МБР многим генералам и членам ЦК КПСС казались ненаучной фантастикой, и руководство СССР параллельно с ними готовило альтернативный проект оружия возмездия. Система оружия состояла из больших реактивных летающих лодок – носителей сверхзвуковых самолетов снарядов и подводных лодок танкеров, обеспечивавших дозаправку летающих лодок.
Сразу замечу, проект создания соединений гидросамолетов – носителей ядерного оружия – не бред, а довольно грамотная техническая идея. Начну с того, что обыкновенный стратегический бомбардировщик требует огромной взлетно посадочной полосы (ВПП) с твердым покрытием, на строительство которой уходит много недель, а то и месяцев. ВПП невозможно скрыть от противника даже в мирное время, а в военное время легко вывести из строя. Летающим лодкам не нужны дорогостоящие и легкоуязвимые ВПП, они могут взлетать и садиться теоретически в любой точке водной поверхности, занимающей 5/6 территории земного шара.
Представим себе картину: зима за Полярным кругом, безлюдный гористый берег, море, скованное льдом. И вдруг на полосе в несколько сот метров начинает таять лед. «Чудо» происходит за счет выделения горячего воздуха из специальных труб, проложенных вдоль водной ВПП. Воздух нагревает воду, а главное, обеспечивает циркуляцию теплой воды со дна на поверхность.130 С отвесной скалы на берегу осыпается снег, поднимается стальная плита, и из скального укрытия катер медленно выводит реактивную летающую лодку с двумя подвешенными под крыльями ракетами.
Лодка взлетает с искусственной полыньи и берет курс на юг. Где то в тропическом море, например, в архипелаге Антильских островов или в восточной части Тихого океана, летающая лодка проводит дозаправку топливом с подводной лодки танкера. Затем лодка взлетает и берет курс на США. Напомню, что в конце 1950 х – начале 1960 х годов янки еще не имели систему спутников разведчиков, фиксирующих каждый вылет самолета, а сплошная зона обнаружения РЛС была только на севере США и Канады (система ПВО «НОРАД»). С юга США до явления Фиделя Кастро никогда не ожидали нападения. А именно с юга к штатам приближается наша лодка.
В любом случае ей не придется входить в ближнюю зону ПВО крупных городов или военных объектов. С расстояния 110 км лодка могла запустить самолеты снаряды К 12БС и с 2500 км – самолеты снаряды Х 44. Выпустив обе ракеты, лодка ложится на обратный курс и следует на рандеву с подводным танкером. Но на сей раз ей предстоит не только заправка топливом. С подводной лодки с помощью специального надувного плота на самолет перегружается еще пара самолетов снарядов для нового налета. А пока «экипаж машины боевой» плещется в тропическом море, его место занимает сменный экипаж.
Понятно, что тут описан сценарий тотальной ядерной войны. А в случае локальной войны реактивные летающие лодки могли действовать в любом районе мирового океана – у берегов Индокитая или Фолклендских островов, в Карибском или Аравийском морях. А сами самолеты снаряды К 12БС и Х 44 могли поражать не только площадные наземные цели, но и с помощью радиолокационных головок самонаведения уничтожать как отдельные корабли (фугасно кумулятивной боевой части), так и целые соединения (специальной боевой частью).
Тут надо сразу оговориться: идея создания реактивной летающей лодки и даже летающей лодки – дальнего бомбардировщика носителя ядерного оружия не принадлежала СССР.
Первая в мире реактивная летающая лодка SRA 1 оторвалась от воды 16 июля 1947 г. Британская фирма «Саундерс РО» в интересах флота спроектировала морской истребитель – летающую лодку. Схема была взята с обычной для летающих лодок конструкцией корпуса.
Силовая установка самолета состояла из двух турбореактивных двигателей Метрополитен Виккерс «Верил» M.V.B.1 с тягой по 1480 кг, установленных в корпусе лодки. Общий для обоих двигателей воздухозаборник находился в носовой части корпуса, а выхлопные трубы выходили из корпуса позади крыла. На втором опытном образце самолета были установлены турбореактивные двигатели «Верил» M.V.B.2 с тягой по 1590 кг, а на третьем образце – двигатели «Верил» 1 с тягой по 1750 кг.
Самолет SRA 1 имел во внутренних баках около 1930 л горючего. Кроме того, под крылом самолета между корпусом и убирающимися стабилизирующими поплавками могли подвешиваться сбрасываемые топливные баки.
Взлетный вес самолета составлял 7400 кг, вес пустого самолета – 5100 кг. На третьем опытном образце самолета была достигнута максимальная скорость 825 км/час.
Однако в ходе испытаний выявились серьезные недостатки самолета SRA 1, и опыты с ним были прекращены. Да и вообще, идея создания реактивного истребителя оказалась порочной, и вскоре работы по ним прекратились. Последний опыт состоялся в 1953 г., когда фирма Конвер в США построила экспериментальный истребитель «Си Дарт» с убирающимися в полете гидролыжами, представлявшими собой нечто среднее между облегченными поплавками и обычными лыжами. В прорезях лыж были размещены колеса. Во время летных испытаний «Си Дарта» на пологом планировании была достигнута скорость, немного превышающая скорость звука. Однако вскоре оба опытных образца разбились.
Куда более заманчива западная идея создания летающей лодки – дальнего бомбардировщика. В 1952 г. американская фирма Мартин приступила к проектированию летающий лодки Р6М 1 «Си Мастер». По своей схеме этот самолет представлял собой летающую лодку с четырьмя твердотопливными двигателями «Алисой» J.71 с тягой по 5,9 т. Стреловидное крыло имело отрицательное поперечное V, что позволяло разместить подкрыльевые поплавки на самых концах крыла без подкосов.
Взлетный вес лодки составлял 72,6 т. Она могла нести боевую нагрузку до 13,6 т. Бомбы, торпеды и другое вооружение доставлялось на лодку «на плаву». Максимальная скорость лодки 965 км/час. Потолок 12,2 км. Дальность действия 4850 км (по другим данным 5700 км). Оборонительное вооружение «Си Мастера» состояло из шести дистанционно управляемых 12,7 мм пулеметов Браунинг. Самолет должен был садиться и взлетать при волне до 1,8 м.
Таким образом, эта летающая лодка по своим тактико-техническим характеристикам мало отличалась на тот момент от американского стратегического бомбардировщика В 47 «Стратоджет» (взлетный вес 84 т, максимальная скорость 960 км/ час, потолок 12,8 км, дальность 4800 км).
Первый опытный образец «Си Мастера» строился в большой спешке. Его сдали на испытания даже без катапультных сидений. Первый полет лодки состоялся 14 июля 1955 г., а второй полет – только 18 мая 1956 г. Сразу же после второго полета фирма Мартин получила заказ от ВМФ на постройку 24 серийных модифицированных лодок «Си Мастер», которые получили флотский индекс Р6М 2.
7 декабря 1955 г. в районе устья реки Потомак первый опытный образец «Си Мастер», налетав всего 37 часов, перешел в неуправляемое пикирование и разбился. Все четыре члена экипажа погибли. Вероятной причиной катастрофы посчитали отказ бустерного управления рулем высоты.
Второй опытный образец, уже оборудованный катапультными сиденьями, поступил на летные испытания 18 мая 1956 г. А 9 ноября того же года в районе Чесапикского залива он вошел в неуправляемое крутое кабрирование, свалился на крыло и потерпел аварию. Но члены экипажа смогли благополучно катапультироваться и приземлились в районе городе Одесса в штате Делавар. Причина была та же – отказ бустерного управления рулем высоты.
На третьем опытном экземпляре фирма Мартин уже устранила все выявленные дефекты. Летные испытания начались 20 января 1958 г.
Параллельно фирма Мартин начала шумную рекламную кампанию. На испытания Р6М 1 приглашались журналисты и кинооператоры документалисты. Разумеется, все это происходило в идеально подобранных условиях – наивыгоднейшем состоянии водной поверхности (при небольшой ветровой волне) и умеренном встречном ветре,
ВМФ США готовился к приему лодок бомбардировщиков Р6М 2. Специально для них было начато строительство большого гидроаэродрома Харвей Пойнт в штате Северная Каролина. Для обеспечения деятельности лодок в необорудованных местах была выведена из резерва и переоборудована плавучая база гидроавиации AV5 «Альбемарл» водоизмещением 13 475 т.
А фирма Мартин приступила к проектированию более тяжелого гидросамолета «Си Мистрис», который предполагалось использовать и как транспортную машину, и как бомбардировщик.
На «Си Мистрис» планировалось установить восемь твердотопливных двигателей и получить скорость, близкую к скорости звука. Гидросамолет должен был взлетать и садиться на волне до трех метров. При дозаправке в воздухе дальность полета «Си Мистриса» должна была достигать 20 тыс. км. Дозаправку предполагалось производить прямо в океане с подводных лодок и надводных кораблей. А в дальнейшем фирма Мартен планировала установить на «Си Мистрисе» атомную силовую установку. Стоимость же новой машины указывалась значительной меньшей, чем стоимость нового бомбардировщика В 58 «Хастлер».
Однако 21 августа 1959 г. грянул гром – руководство ВМФ разорвало контракт на постройку 24 серийных Р6М 2. К этому времени фирма Мартин успела построить лишь 3 серийных гидросамолета. Всего же на работы по теме «Си Мастер» было затрачено 441 млн долларов.131 В ноябре того же 1959 г. все построенные гидросамолеты «Си Мастер» пошли на лом.
Причину прекращения работ в США по созданию реактивных летающих лодок, выполняющих функции стратегических бомбардировщиков, многие западные военные обозреватели объясняли конструктивными недостатками машин «Си Мастер» и «Си Мистрис». Такого же мнения придерживались и у нас. Так, крупный специалист по летающим лодкам Анатолий Борисович Григорьев писал: «Главный конструктор [Бериев. – А. Ш. ] сделал определенные выводы. Первое, „Си Мастер“ создавался в соответствии с концепцией начала пятидесятых годов, согласно которой наличие реактивных двигателей с большими запасами тяги якобы позволяло пренебречь требованиями гидродинамики и строить не лодку, способную летать, а скоростной самолет, приспособленный для базирования на воде. „Си Мастер“ – это реактивный самолет с непропорционально узкой лодкой, слабо выраженным реданом и малоэффективными подкрыльными поплавками. В результате этого самолет при взлете и посадке с боковым ветром зарывался консолью крыла в воду. При нормальной полетной массе „Си Мастер“ при разбеге сильно раскачивался и „барсил“. Если взлет производился при волне, то в двигатели набиралась вода и они глохли.
И второй вывод сделал Бериев. Создатели „Си Мастера“, желая получить высокую скорость, частично пренебрегли требованиями гидродинамики. Не в ладах оказались они и с аэродинамикой. Аэродинамические формы самолета не соответствовали так называемому „правилу площадей“, принятому в США при проектировании самолетов с околозвуковой скоростью. Сущность этого правила заключается в том, что комбинация крыла с фюзеляжем имеет наименьшее сопротивление в случае, когда величины поперечных сечений самолета, перпендикулярных направлению полета, будут образовывать на диаграмме плавную кривую, без резких выступов или впадин.
Взять, к примеру, места стыковки крыльев с фюзеляжем – в этом месте фюзеляж должен быть „поджат“ на величину поперечного сечения крыла. В противном случае на диаграмме появится резкий выступ. И несоблюдение „правила площадей“ приведет к сильному возрастанию сопротивления при приближении к скорости звука, при этом резко изменится картина обтекания самолета воздушными струями.
Требования „правила площадей“ очень трудно увязать с наличием редана, подкрыльных поплавков и других непременных атрибутов гидросамолета».
Видимо, во многом Бериев был прав, но, на мой взгляд, дело решил совсем другой фактор. Летом 1959 г. была успешно проведена серия из 33 пусков баллистических ракет «Поларис», из них лишь два пуска оказались полностью неудачными. И теперь правительство США и командование ВМФ решили делать ставку на баллистические ракеты «Поларис», которые собирались установить на подводные лодки, крейсера и даже на специальные корабли ракетоносцы, замаскированные под торговые суда.133 А использование летающих лодок только для транспортировки войск и противолодочной обороны было признано нецелесообразным, и ВМФ довольствовался летающими лодками с поршневыми двигателями типа Мэрлин PSM 2 и др.
А что же делалось у нас? В мае 1947 г. ОКБ Г. М. Бериева начало в инициативном порядке разработку своей первой реактивной лодки – морского разведчика с двумя двигателями ВК 1. Лодка получила обозначение Р 1.
Работы над Р 1 шли медленно. Так, если рулежки и пробежки по Еоде начались в 1949 г., то первый полет состоялся лишь 30 мая 1952 г. Взлетный вес Р 1 был около 20 т, а экипаж состоял из 3 человек.
Гидросамолет Р 1 построили в одном экземпляре, и вопрос о его серийном производстве даже не поднимался.
Работы по созданию первой реактивной летающей лодки Бе 10 были заданы Постановлением Совмина № 2622–1105сс от 8 октября 1953 г. В Постановлении говорилось, что Бе 10 (изделие «М») предназначается для ведения разведки в открытом море, высотного торпедо и бомбометания по кораблям, постановки мин, нанесения бомбовых ударов по военно морским базам и береговых сооружениям. Замечу, что ведение разведки, постановки мин с не меньшим успехом могли производить и летающие лодки с поршневыми двигателями. А бомбометание по кораблям в море с горизонтального полета с большой высоты обычными бомбами вообще было не эффективно. Поэтому руководство думало о нанесении ударов по береговым целям не в последнюю очередь.
В октябре 1955 г. был закончен постройкой первый опытный образец Б 10. Его делали на авиационном заводе № 86 в Таганроге, на котором серийно выпускались летающие лодки Бе 6 с поршневыми двигателями.
К 13 ноября 1955 г. Бе 10 в специальном плавучем доке отбуксировали в Геленджик. Там на специальном стенде произвели стыковку агрегатов, после чего 20 декабря начались заводские испытания. Там и состоялся первый 20 минутный полет Бе 10. Всего в ходе заводских испытаний было произведено 76 вылетов первого опытного и первого серийного образца Бе 10.
С 20 октября 1956 г. по 20 июля 1959 г. проходили государственные испытания Бе 10. Общий налет опытного самолета к моменту окончания испытаний составлял 138 час 33 мин (109 полетов), а первого серийного самолета – 91 час 31 мин (65 полетов). В ходе испытаний дважды выходили из строя двигатели, что приводило к перерывам в полетах.
В акте по результатам государственных испытаний летающая лодка Бе 10 с определенными оговорками рекомендовалась к принятию на вооружение авиации ВМФ. Там же отмечалось, что летные данные не полностью соответствуют тактико техническим требованиям. Максимальная скорость Бе 10 на испытаниях составила 910 км/час вместо заданной 950–1000 км/час, а практический потолок – 12,5 км вместо заданных 14–15 км. Практическая дальность полета составила 2895 км вместо 3000 км. Основной причиной снижений летно технических характеристик стало несоответствие фактических характеристик двигателя АП 7ПБ заявленным.
Летом 1959 г. к переучиванию на Бе 10 приступила 2 я эскадрилья 977 го отдельного морского дальнеразведыватель ного авиаполка авиации Черноморского флота, который был вооружен летающими лодками Бе 6. Эскадрилья базировалась на гидроаэродроме на закрытом от штормов озере Донузлав в Крыму.
Серийные Бе 10 в различных вариантах загрузки могли нести: 3 авиационные реактивные торпеды РАТ 52; 3 индукционные гидродинамические мины ИГДМ или авиационные плавающие мины АПМ; 12 бомб ФАБ 250 или одну ФАБ 3000.
Гидросамолет Бе 10 был вооружен передней неподвижной установкой с двумя пушками АМ 23 с боекомплектом 300 патронов и кормовой пушечной установкой ДК 7Б с двумя АМ 23 с боекомплектом 600 патронов. Установка ДК 7Б имела горизонтальное наведение ±65° и вертикальное +60° (вверх) и 40° (вниз). Управление наведением дистанционное посредством сельсинной синхронно следящей передачи. Дистанционное электрическое управление кормовой установкой осуществляется от оптической прицельной станции ПС 53К и ли радиолокационной прицельной станции «Аргон 2», позволяющей вести огонь при любой видимости.
Однако идея создания межконтинентального ракетоносца, способного взлетать с воды, не оставляла наше руководство. И за неимением лучшего им решили сделать Бе 10. При этом межконтинентальную дальность решили обеспечить за счет дозаправок, а крылатую ракету пришлось делать заново.
Работы по крылатой противокорабельной ракете К 12 были начаты по Постановлению Совмина № 838–389 от 11 июля 1957 г. Первоначальное проектирование ракеты велось в ГСНИИ 642, однако Постановлением Совмина № 564–275 от 26 мая 1958 г. работы по К 12 были переданы в ОКБ 49 (г. Таганрог, главный конструктор Г. М. Бериев).
Бериев решил делать ракеты К 12 в комплексе с самолетом носителем Бе 10Н, созданном на базе двухмоторной реактивной летающей лодки Бе 10. У Бериева индекс ракеты К 12 был преобразован в К 12БС.
Ракета К 12БС предназначалась для поражения бронированных кораблей, крупных транспортов и радиолокационно контрастных наземных целей. В аппаратуре самонаведения системы К 12Б использован принцип активного самонаведения ракеты с подвески по выбранной с помощью РЛС «Шпиль» надводной или наземной цели. Аппаратура наведения ракеты включала в себя активную радиолокационную головку самонаведения «КН» и автопилот АП 72–12.
Ракета оснащалась серийным жидкостным реактивным двигателем С2.722В с турбонасосной подачей топлива. Двигатель был размещен в хвостовой части фюзеляжа и работал в двух режимах:
Тяга (на уровне моря), кг – 1213 – 554
Время работы двигателя, мин – 120 – 150
В баках ракеты помещено 545 кг окислителя марки АК 20К и 175 кг горючего марки ТГ 02. Максимальная скорость полета 2500 км/час. Высота полета ракеты 5–12 км. Дальность стрельбы – от 40 до 110 км. Длина ракеты 8,36 м. Крылья стреловидные с углом 65°, размах крыльев 2,25 м. Стартовый вес 4,3 т.
Вес боевой части составлял около 350 кг. Боевая часть могла быть как ядерной, так и фугасно кумулятивной. В последнем случае она содержала 216 кг взрывчатого вещества.
При пробитии борта корабля цели при угле встречи менее 45° взрывное устройство обеспечивало подрыв обычной боевой части внутри корабля, а при углах встречи, превышающих 45°, происходил мгновенный взрыв у борта.
Пуск ракеты производился с самолета Бе 10Н при скорости полета до 700 км/час с высоты 5–10 км.
Таким образом, в ОКБ 49 под руководством Бериева был создан уникальный комплекс, состоявший из первой в мире серийной реактивной летающей лодки, оснащенной двумя крылатыми ракетами. Ни до этого, ни после ничего подобного в мире не было создано.
Нормальный взлетный вес самолета носителя Бе ЮН составлял 48,5 т. Самолет мог нести одну или две ракеты. Практический потолок Бе 10Н составлял 11,6–11,8 км, а максимальная скорость с одним снарядом – 875 км/час Радиус действия Бе ЮН при подвеске одного снаряда без дозаправки самолета – 1250 км, а с одной дозаправкой в море с подводной лодки – 2060 км. Это позволяло атаковать цели, находившиеся в центральной части Атлантики и Тихого океана. РЛС «Шпиль К 12У» должна была обнаруживать корабль цель типа эсминец при волнении моря 4–5 баллов на расстоянии не менее 150 км.
Не буду утверждать, что «Россия – родина слонов». В 1942–1943 гг. японские летающие лодки, стартуя с базы Джалуит на Маршаловых островах, дозаправлялись в океане от подводных лодок и наносили удары по Пёрл Харбору. А в 1950–1952 гг. американцы перестроили подводную лодку «Гуавина» в танкер заправщик, и с нее неоднократно заправлялись летающие лодки типа «Марлин».
В СССР с целью отработки взаимодействия гидросамолетов и подводных лодок при дозаправке в ноябре декабре 1956 г., в июне июле 1957 г. и в августе 1957 г. были проведены учения на Черноморском, Северном и Тихоокеанском флотах. При этом роль реактивной летающей лодки исполнял гидросамолет Бе 6, а роль танкеров – подводная лодка проекта 613.
Судостроительная промышленность параллельно работала над несколькими проектами лодок танкеров. Самым простым вариантом было переоборудование серийной подводной лодки проекта 613 в проект 613В. В корме лодки размещалась топливная цистерна емкостью 15 т керосина. Передача топлива на Бе 10 рассматривалась в двух вариантах: с помощью перекачки насосом и с помощью выдавливания сжатым азотом из баллонов. Делались и специальные проекты подводных лодок. Так, в 1956 г. в ЦКБ 18 были начаты работы по дизель электрической подводной лодке – минному заградителю проекта 632, который должен был перевозить 160 т авиационного топлива в топливно балластных цистернах.
В 1957 г. было начато проектирование большой дизель электрической транспортной подводной лодки проекта 648, которая среди прочих грузов должна была перевозить 500 т авиационного топлива. С августа 1959 г. началось проектирование атомной транспортной подводной лодки проекта 664, которая среди прочих грузов должна была перевозить 1000 т авиационного топлива. В проекте 664 в разделе «Назначение лодки» было сказано: «…снабжение в море гидросамолетов топливом и другими видами обеспечения». Что понималось под «другими видами обеспечения», сказано не было, но лодка проекта 664 должна была транспортировать 20 крылатых ракет типа П 5, П 6 или П 7. Эти ракеты предназначались для передачи в море на подводные лодки ракетоносцы. Однако без особого труда ракеты П 5 можно было заменить на ракеты К 12БС, которые были несколько легче по весу и существенно меньше по габаритам. А при проектировании ракеты К 12БС предусматривалась подвеска ее под крылом Бе ЮН на воде со специального катера. При передаче же ракеты с подводной лодки на Бе ЮН можно было использовать надувной понтон. Таким образом, один или несколько ракетоносцев Бе ЮН могли получить базу где нибудь в центре Тихого океана. Там они дозаправлялись с атомной подводной лодки, наносили ракетный удар по цели, удаленной на 1200 км, и возвращались назад за топливом и ракетами. Кстати, на подводной лодке самолеты могли ждать и сменные экипажи.
Параллельно с Бериевым, но соверьченно независимо от него, в атмосфере беспрецедентной секретности в Москве на Филях в ОКБ 23 в ноябре 1955 г. было начато проектирование сверхзвуковой летающей лодки (гидросамолета) М 70. Взлетный вес его должен был составлять 240 т. Но взлетать он мог даже при солидном волнении до 4 баллов включительно, то есть при волне до 1,8 м. Максимальная скорость летающей лодки М 70 должна была достигать 2500 км/ч, то есть почти в 2 раза превышать скорость звука.
Дальность полета М 70 без дозаправки 7000–7500 км, а с двумя дозаправками – 23 000 24 000 км, то есть лодка могла долететь и вернуться из любой точки земного шара.
Летающую лодку М 70 предполагалось оснастить четырьмя турбореактивными двигателями М 16–17Ф или П10Б (ПК 10), которые развивали на взлете тягу 22 т и 26,5 т соответственно.
Гидросамолет М 70 представлял собой высокоплан нормальной схемы с тонким трапециевидным крылом малого удлинения, четырьмя двигателями на пилонах, два из которых размещены над крылом, а два других закреплены справа и слева от киля, и гидрошасси. Гидрошасси его состояло из подводного крыла, носовой гидролыжи, подкрыльных гидролыж и кормового демпфера. Подводное крыло сварное из титанового сплава, образовано верхней и нижней обшивкой, приваренной к нервюрам.
Основным вооружением гидросамолета М 70 были баллистические крылатые ракеты Х 44 конструкции ОКБ 23 Мясищева или П б конструкции ОКБ 52 Челомея. Были и иные варианты нагрузок, в частности, управляемые бомбы типа УБВ 3 или 4 морские мины в габаритах ФАВ 1500.
Работы по Х 44 были начаты в 1956 г. в ОКВ 23. Самолет снаряд Х 44был выполнен по нормальной самолетной аэродинамической схеме. Два двигателя РЗ 45Ф с тягой по 5650 кг позволяли развивать снаряду маршевую скорость, в 3 раза превышающую скорость звука. По мере расходования топлива высота полета увеличивалась с 19 до 21,5 км. Стартовый вес снаряда Х 44 – 11 т, боевая часть весом 2,7 т содержала термоядерный заряд «изделие 205К». В противокорабельном варианте самолет снаряд Х 44 оснащался радиолокационной головкой самонаведения, разработанной в ЦНИ 108.
Оборонительное вооружение гидросамолета М 70 предназначалось для отражения атак противника в задней полусфере и создания пассивных помех системам наведения наземных РЛС и управляемых ракет класса «земля воздух» и «воздух воздух». Оборонительное вооружение включало: кормовую башню с двумя 23 мм пушками типа 261 П системы Рихтера; радиолокационный прицел типа «Ксенон»; реактивные снаряды ТСР 45 с дипльными отражателями.
Параллельно со сверхзвуковым гидросамолетом М 70 Мя сищев занялся разработкой гидросамолета с атомной силовой установкой 60М. Работы велись в соответствии с распоряжением Минавиапрома от 16 апреля 1956 г. за № М 40/1982 и Постановлением Совмина от 15 августа 1956 г. за № 1119–582.
При разработке проекта 60М были использованы результаты исследований по гидросамолету М 70. Успешные испытания модели гидросамолета М 70 с лыжно крыльевым шасси в открытом водоеме послужили основанием для выбора именно этой схемы для проекта 60М. Применение классической реданной схемы было признано нецелесообразным из за увеличенного миделя и большого веса конструкции.
Применение атомной силовой установки накладывало на конструкцию, аэродинамическую компоновку и условия наземной эксплуатации серьезные требования. А именно: обеспечение работоспособности агрегатов и систем самолета и возможности его наземной эксплуатации при наличии мощного и длительного радиоактивного излучения от реакторов двигателей и от активированной конструкции всего самолета; получение максимального практического потолка и удовлетворительных взлетно посадочных характеристик самолета при практически постоянной его массе в течение всего полета; обеспечение надежной защиты экипажа от действий радиоактивного излучения.
Гидросамолет 60М представлял собой цельнометаллический среднеплан с прямым крылом малого удлинения с Т образным оперением, с четырьмя твердотопливными двигателями, расположенными в кормовой части самолета, и лыжно крыльевым шасси. Это шасси убиралось в положение заподлицо в днище.
Взлетный вес гидросамолета 60М составлял 224 т, из которых 80 т приходилось на силовую установку и 25 т – на боевую нагрузку. Максимальная скорость составляла 2200–2400 км/час, а посадочная – 320 км/час Дальность пробега по воде 1600–2000 м. Дальность полета 20–25 тыс. км, то есть самолет мог поразить любую точку земного шара, при этом огибая районы с сильной ПВО противника.
Защита экипажа гидросамолета от нейтронного и гамма излучений почти не отличалась от наземных реакторов. Вооружение атомного гидросамолета 60М было аналогично гидросамолету М 70.
Параллельно с проектированием стратегических гидросамолетов в СССР шло проектирование их береговых и плавучих баз. Предусматривалось базирование гидросамолетов М 70 и 60М в скальных укрытиях. Любопытно, что эти гидросамолеты могли базироваться не только в Крыму у незамерзающего Черного моря, но и на Севере и Балтике.
Для стратегических гидросамолетов были спроектированы и специальные самоходные эксплуатационные доки, где они могли не только базироваться, но и ремонтироваться. Так, док для гидросамолета М 70 имел длину 85 м, а для 60М – около 100 м. Водоизмещение нагруженного дока составляло 3500 т. К доку был положен катер буксировщик самолета водоизмещением 640 т.
Судостроительная промышленность готовилась к серийной постройке транспортных подводных лодок, которые должны были снабжать стратегические гидросамолеты топливом и ракетами.
Как уже говорилось, лодка проекта 664 должна была транспортировать 20 крылатых ракет. Кроме того, лодка могла принять на борт 1000 т авиационного керосина. Для сравнения, максимальная загрузка керосином Бе 10Н составляла 18,7 т, а М 70 – 130 т. Легко посчитать, на сколько заправок была рассчитана лодка, то есть, делая по одной заправке за полет, летающая лодка М 70 могла совершить 10–11 полетов, каждый раз производя пуск двух ракет, без возвращения в базу.
Разумеется, за все надо платить, и водоизмещение атомных подводных лодок проекта 664 достигло 10 150 т, то есть приблизилось к водоизмещению атомных ракетоносцев 1980 х годов.
Но созданию грандиозной системы из летающих лодок, сверхзвуковых крылатых ракет и подводных танкеров не суждено было сбыться. Успешные пуски МБР Р 7 конструкции Королева и лодочных баллистических ракет Р 11ФМ и Р 13 конструкции Макеева произвели потрясающее впечатление на Хрущева, и он приказал прекратить все работы по созданию стратегических летающих лодок.
Строительство атомных подводных лодок проекта 664 было начато на заводе № 402, но вскоре было заморожено. Таганрогский авиазавод № 86 с 1958 г. по 1961 г. сдал 27 серийных реактивных летающих лодок Бе 10. А сверхзвуковая летающая лодка М 70, равно как и ракеты К 12БС и Х 44, но дошли даже до стадии летных испытаний.
Изготовленные Бе 10 было решено использовать в качестве протизолодочных и патрульных самолетов, и их даже оснастили специальной ядерной глубинной бомбой «Скальп». Но в этой роли, как уже говорилось, они были неэффективны.
Превосходные летные качества Бе 10 были использованы Хрущевым для пропагандистских целей. Летающие лодки со стреловидным крылом неоднократно на бреющем полете пролетали на параде в Тушино, над Невой и в Севастополе. На Бе 10 было установлено 12 мировых рекордов для летающих лодок, в т. ч. скорость 912 км/ч и высота с грузом в 15 т – 11 997 м.
С 1964 г. построенные Бе 10 ржавели на берегу, а в 1968 г. были сняты с вооружения.
Сверхзвуковой, дальний, океанский
В марте 1956-го ОКБ Г.М.Бериева получило задание на проектирование двухдвигательной сверхзвуковой летающей лодки. По результатам рассмотрения проекта этого самолета министерства авиационной промышленности и обороны обязали представить в первом квартале 1957-го предложение о постройке и сроках предъявления разведчика-торпедоносца на госиспытания.
Задавались дальность полета 2500 - 3000 км, максимальная скорость 1500 - 1600 км/ч, практический потолок 17000-18000 м. Вооружение должно было состоять из одной кормовой установки с пушкой калибра 23 мм, с радиолокационным прицелом и двух реактивных авиационных торпед. Практически одновременно с ОКБ Бериева аналогичное задание получили ОКБ Туполева и Мясищева.
Материалы по этому проекту почти не сохранились. Однако ясно, что для достижения заданных летно-технических характеристик мощности двух двигателей явно не хватало. ОКБ Бериева предложило переработанный проект под четыре двигателя.
Согласно тактико-техническим требованиям, гидросамолет должен был проектироваться под двигатели НК-6 разработки Н.Кузнецова. Однако углубленная работа над проектом показала, что использование перспективных НК-10 позволит создать машину с более высокими летными характеристиками, поэтому в окончательном варианте конструкторы ОКБ Бериева остановились именно на этом двигателе.
Дальний морской бомбардировщик-разведчик предназначался: для ведения воздушной разведки в интересах подводных лодок, нанесения ударов по соединениям кораблей и конвоям противника, выдачи координат целей подводным лодкам, а также для ведения самостоятельных боевых действий на океанских коммуникациях противника.
Предусматривались длительное пребывание на плаву, взлет и посадка с самолетом-снарядом днем и ночью в сложных метеоусловиях, в открытом океане при волнении 3 - 4 балла, встречи с подводной лодкой в заданном квадрате после длительного полета на большом удалении от берега с последующей заправкой топливом. Машина должна была решать задачи в условиях сильного противодействия и применения противником всех средств ПВО при подходе к цели.
При двукратной дозаправке от подводной лодки дальность полета на сверхзвуковой скорости могла быть доведена до 20000 км. Сложность и новизна поставленной задачи заключалась в том, что опыт проектирования и строительства подобных самолетов в то время отсутствовал.
Требовалось решить ряд новых проблем, главным образом, по аэродинамической и гидродинамической компоновкам, прочности, применению новых взлетно-посадочных устройств, обеспечивающих приемлемые перегрузки и хорошие мореходные качества на высоких скоростях взлета и посадки.
Надо было также доказать техническую возможность создания тяжелого скоростного гидросамолета. Для успешного решения этих и других задач пришлось мобилизовать весь ранее накопленный опыт.
На основании результатов экспериментальных исследований различных моделей гидросамолетов (бесхвостка, летающее крыло и другие) в аэродинамических трубах ЦАГИ, провели анализ возможных летно-технических характеристик и тактического применения аппарата. В результате анализа различных вариантов приняли нормальную схему с тонким крылом и лодкой большого удлинения.
Помимо удовлетворения чисто "авиационных" факторов, изложенных в тактических требованиях, необходимо было обеспечить и заданную мореходность при неспокойном море.
В итоге сделали выводы о возможности создания тяжелого сверхзвукового гидросамолета.
Применение же такого аппарата в качестве морского бомбардировщика - носителя противокорабельных крылатых ракет оказалось нецелесообразным, так как по своим характеристикам он уступал сухопутным бомбардировщикам аналогичного назначения.
Но безусловный интерес представляло использование гидросамолета в качестве разведчика, а также для решения других заданий. Особенно военных прельщала возможность экстренного рассредоточения машин на морских и океанских просторах в случае ядерного удара противника с последующим выполнением поставленных боевых задач.
Интересной особенностью сверхзвукового дальнего морского бомбардировщика-разведчика являлась его гидродинамика. В процессе проектирования рассматривались различные компоновки: как реданной схемы, так и с лыжно-крыльевым шасси. В проекте принят последний вариант. Основанием для этого послужили результаты модельных и натурных испытаний, проведенных совместно с ЦАГИ.
Основным несущим элементом гидрошасси являлось подводное крыло. В полете оно убиралось заподлицо с днищем. Носовая гидролыжа служила для обеспечения угла атаки подводного крыла, для получения требуемой подъемной силы на критических скоростях движения гидросамолета при разбеге.
Нижнюю поверхность гидролыжи предполагалось выполнить по форме днища лодки, заподлицо с которым она становилась в убранном положении. Кормовая демпфирующая лыжа, которая являлась задней опорной точкой гидрошасси, воспринимала на себя 10% нагрузки. Подводное крыло размещалось позади центра тяжести самолета и на взлетно-посадочных режимах воспринимало основную часть внешней нагрузки.
При разработке гидросамолета, получившего обозначение СД МБР, большое внимание уделили удобству эксплуатации и техобслуживания. Лодка большого удлинения не имела редана. Большую часть ее объема занимало топливо, размещавшееся в баках-отсеках и протектированных баках. В ее носовой части располагалась гермокабина экипажа и оборудование.
В средней части имелся грузоотсек длиной 11 м для крылатой ракеты, имеющий донные створки и палубную крышку. В кормовой части находился бак-отсек для перекачки топлива в полете, необходимый для смещения центра тяжести назад при переходе от дозвуковой скорости к сверхзвуковой.
Вся лодка делилась на 14 водонепроницаемых отсеков, предназначенных для обеспечения требуемого запаса плавучести. Но чтобы не "возить воздух", в них разместили оборудование и топливо.
Крыло кессонного типа с топливными баками-отсеками имело стреловидность 60° по передней кромке средней части и 35° у консолей. На крыле располагались щелевые закрылки и элероны. Все детали каркаса и обшивки имели антикоррозийное защитное покрытие.
На законцовках крыла располагались поплавки боковой остойчивости. Хвостовое оперение состояло из стреловидных киля и управляемого стабилизатора.
Два двухконтурных двигателя НК-10 поставили в хвостовой части самолета в общей мотогондоле, а два других - в гондолах над крылом. Питание ТРДД топливом и маслом осуществлялось раздельно, предусмотрена системы противопожарная и нейтрального газа.
Горючее размещалось в четырнадцати баках в лодке и в восьми крыльевых. В трех лодочных протектированных баках предусматривалась защита 17т топлива от снарядов калибра 20мм и осколков весом до 25 г.
Воздушно-тепловая противообледенительная система устанавливалась в носках центроплана и киле, электротепловая - в носках консолей крыла, стабилизаторе и воздухозаборниках двигателей.
Пилотажно-навигационное оборудование обеспечивало боевое применение гидросамолета в сложных метеоусловиях на всех географических широтах, в любое время суток и включало в себя, помимо стандартного набора, системы курсовую и пилотажно-навигационную "Путь", звездно-солнечный ориентатор, центральную гидровертикаль, навигационный автомат, автопилот АП-33.
Из радиооборудования предусматривались станция дальней связи "Планета", командная УКВ-радиостанция "Дуб-5", самолетное переговорное устройство СПУ-6. Аппаратура "Баку-С" предназначалась для работы с радиогидроакустическими буями, а "Охотск" - для звукоподводной связи с подводными лодками при нахождении гидросамолета на плаву. Имелись система дальней навигации "Сфера-2", автоматический радиокомпас АРК-54Б, радиовысотомеры малых и больших высот и прочее, а также спецаппаратура в варианте разведчика-указателя.
Рабочие места экипажа (летчик, штурман и оператор) снабжены бронеспинками и бронезаголовниками. Для спасения членов экипажа при аварийном покидании самолета в воздухе предусматривались катапультные кресла. На самолете также имелась надувная спасательная лодка ЛАС-5М.
Готовилась закладка опытного самолета на стапели. Но стратегические взгляды заказчика к тому времени претерпели существенные изменения, и ОКБ Бериева переключилось на другую тематику.
Convair F2Y-1 - сверхзвуковой гидроплан
Сочетание "сверхзвуковой гидросамолёт" весьма необычно. Однако сверхзвуковой истребитель - гидросамолёт был создан в первой половине 50-х годов XX века американской фирмой Конвэр.
Только что закончилась II Мировая война, в которой во всём блеске проявили себя тяжёлые авианосцы. Но они имели два существенных недостатка: Огромные размеры, и как следствие большая стоимость постройки и эксплуатации, а так же уязвимость в бою. Особенно об этом стали говорить после появления ядерного оружия. Действительно, при потоплении или повреждении авианосца, выходила из строя вся его авиагруппа, а это - многие десятки (до сотни) самолётов. Наступление реактивной эры влекло за собой дальнейшее увеличение размеров потребных авианосцев, что в свою очередь вело к росту их стоимости. Чтобы разорвать этот порочный круг, появилась идея создать истребитель - гидросамолёт. Он мог базироваться на небольших кораблях, аналогичных десантным, имеющим камеру - док. Предполагалось, что самолёт будет запущен с верхней палубы с помощью катапульты, а после выполнения задания сядет на воду и самостоятельно зарулит в камеру - док.
Важным изобретением была авиационная гидролыжа. Эта идея возникла в головах сотрудников Стевенского Технологического института и NACA (Национальный консультативный комитет по аэронавтике, не путать с NASA, которое было создано на его базе позже - в 60-х годах). Исследования показали, что гидролыжи могут поднять самолёт из воды. При этом отпадёт нужда в редане, на котором самолёт скользит по воде во второй стадии разбега, а это защитит фюзеляж от ударов воды и, после уборки лыж, облагородит аэродинамику. Решающий эксперимент, проведённый на летающей лодке Грумман JRF-5 Гусь, показал практическую применимость гидролыж и возможность обеспечить необходимые устойчивость и управляемость во время взлёта - посадки.
В конце 40-х годов Конвэр предложила ряд необычных проектов гидросамолёта, один из которых имел так называемый "смешанный корпус". Концепция смешанного корпуса предполагала, что самолёт сидит глубоко в воде, его крылья касаются поверхности и участвуют в создании общей плавучести (поддерживающие поплавки отсутствуют). Подход в проектировании фирмы Конвэр предполагал создание совершенной гидродинамической модели, чтобы потом, на её основе, создать высокоэффективный самолёт.
1 октября 1948 г, BuAer - Морское Бюро по Аэронавтике, - объявило конкурс на создание гидросамолёта - истребителя, который должен был иметь скорость М 0,95, мог взлетать с волны, высотой 1,5 м и выполнять перехват ночью. К ноябрю 1949 были выдвинуты эксплуатационные требования со стороны командования ВМФ. Они предусматривали создание истребителя - гидросамолёта, способного действовать с передовых баз в любых метеоусловиях. Выполнить эти требования предполагалось используя гидролыжи. Фирма Конвэр развернула обширные работы, включавшие многочисленные продувки в аэродинамических трубах, буксировки в Модельном бассейне Дэвида Тэйлора, а так же высокоскоростные исследования в Лаборатории Физики атмосферы. Фирма решила использовать задел по дельтовидному (в русской литературе -треугольному) крылу, образовавшийся при создании перехватчика YF-102, который обещал показать скорость М 1,5, на высоте 9100 м. Истребитель-гидросамолёт получил предварительное обозначение Y2-2.
19 января 1951 с Convair заключили, контракт на два опытных образца . Эти два опытных образца получили обозначение XF2Y-1 и регистрационные номера BuAer 137634 и 137635. Силовая установка должна была состоять из двух ТРД Вестингауз J46-WE-2, которые разрешалось заменить на J34-WE-32, если последние не успевали к началу лётных испытаний. В августе 1951 г. самолёт получил обозначение XF2Y-1 (Х- значит экспериментальный, F - истребитель). А в феврале 1952 года был заключен контракт, предусматривающий поставку 12 серийных F2Y-1 Си Дарт (Морской Дротик), в 1954 г.ВМФ так было уверено в успехе машин,что заказали 12 серийных самолетов ,еще до кончания испытаний,поэтому(насколько я понял) 14 октября 1953 второй экспериментальный XF2Y-1 (BuNo 137635) был уничтожен,толком и не поучаствовав в испытаниях.
В дальнейшем сроки поставки и количество заказанных машин неоднократно менялись, но в конце концов было построено 3 лётных машины и 2 макета для исследований и статиспытаний.
Впервые Си Дарт был спущен на воду 14 декабря 1952 г. Тогда на испытательной станции фирмы Конвэр в заливе Сан Диего начались водные испытания. Самолёт рулил по воде, постепенно увеличивая скорость. Однажды, 14 января 1953 г., во время скоростного пробега, самолёт случайно оторвался от воды, после пробега в 310 м. Но официально первый вылет был выполнен несколько позже. Причиной задержки было неприятное и потенциально опасное явление, которое американцы назвали "Обстрел лыж".
По докладам лётчиков оно начиналось на скоростях более 96 км/ч, и напоминало попадание в лыжи пулемётной очереди или езду на стиральной доске. Вибрации были столь сильными, что не возможно было считывать показания приборов, а однажды обломилась штанга ПВД в носу самолёта, что привело к отказу многих пилотажных приборов. Исследования показали, что причина кроется в неровностях водной поверхности, которые с силой ударялись о лыжи. Гребни волн значительно усиливали удары. Вибрация от воды сложным образом взаимодействовали с деформациями лыж и колебаниями амортизационных стоек. Иногда система лыжи - стойки - вода входили в резонанс. Для уменьшения "обстрела лыж", прямую заднюю кромку лыж заменили на заострённую и изменили характеристики амортизации. Изменялась также форма лыж в плане. "Обстрел" уменьшился, но никогда в дальнейшем не был прёодолён полностью.
Первый официальный полёт Си Дарт был сделан 9 апреля 1953 г. К этому времени тучи на программу Си Дарт начали надвигаться с другой стороны: сухопутный перехватчик Конвэр YF-102, с треугольным крылом, аналогичным крылу Си Дарт, после нескольких месяцев полётов никак не хотел преодолевать звуковой барьер. Эти же проблемы угрожали и XF2Y-1. Ситуация усугублялась не совсем оптимальной конструкцией воздухозаборников и хвостовой части в районе сопел двигателей. Кроме того, двигатели J46-WE-2, которые наконец установили на самолёт, не давали обещанной тяги. В результате, проектная скорость М 1,5 была снижена до неутешительных М 0,99, что было значительно меньше требуемых флотом М 1,25.
В качестве оправдания можно было сказать, что ни один самолёт в то время не мог летать быстрее М 0,9. Фирма Конвэр вела пионерские работы в области больших скоростей. Перехватчик YF-102A, после 4-х месяцев испытательных полётов, всё-таки преодолел звуковой барьер. Но перед этим он был переделан в соответствии с "правилом площадей". Это внушало надежды в отношении Си Дарт, но флотское начальство всё равно в перспективе видело не очень большую скорость Си Дарт и продолжающийся "обстрел лыж". (Позволю себе напомнить: "Правило площадей" состоит в том, что площади поперечных сечений самолёта, сделанные вдоль его продольной оси, должны изменяться плавно. Лучше всего, если график поперечных площадей представляет собой часть дуги окружности или часть элипса. Если говорить проще - в месте крепления крыла фюзеляж самолёта должен иметь сужение. Тогда, полное сопротивление, на трансзвуковых и сверхзвуковых скоростях, будет минимальным.)
В конце 1953 г, когда закончилась война в Корее и началось сокращение военных расходов: Си Дарт оказался первым кандидатом на сокращение. Заказ на серию был отменён, а всего были построены 3 лётных самолёта, один макет и машина для статических испытаний. Тем не менее, лётные испытания были продолжены. Самолёт XF2Y-1 получил улучшенные двигатели J46-WE-2B с форсажной камерой. Двигатель стал длиннее, удлинилась мотогондола и изменился хвостовой обтекатель фюзеляжа. Испытания были сосредоточены на уменьшении "обстрела лыж". Си Дарт No.1 летал в первоначальной конфигурации с парой лыж, до середины 1954 г.
XF2Y-1 Си Дарт No.2 начал испытания в начале 1954 г. Самолёт имел множество изменений, в том числе и существенных: фюзеляж стал длиннее, возросли размах и площадь крыла. Сопла двигателей были лучше приспособлены к хвостовому обтекателю фюзеляжа. Самолёт имел пару лыж, а вот колесики на них отсутствовали, поэтому для перемещения Си Дарт No.2 использовали перекатную тележку. Вскоре после начала полётов проявился флаттер крыла, который быстро вылечили. Си Дарт No.2 был единственным самолётом, в котором проявился флаттер. В то время как первый Си Дарт использовался для отработки лыж, номер 2 использовался для скоростных полётов. На нём отрабатывалась система управления с бустерами и изучалась устойчивость и управляемость на различных режимах полёта. Во время полёта 3 августа 1954 г. пилот Ричбург в пологом пикировании с высоты 10300 м превысил скорость М 1. Таким образом, XF2Y-1 Си Дарт стал первым, и до настоящего времени единственным гидросамолётом, летавшим на сверхзвуке.
Примерно в конце 1954 г., фирма Конвэр, окрылённая успехом "правила площадей", предложила спроектировать новый Си Дарт F2Y-2. У него должна быть одна лыжа,фюзеляж, сделанный по правилу площадей и силовая установка с единственным ТРД Пратт энд Уитни J75 или Райт J67. По расчётам, F2Y-2 должен был показать скорость М 2. Но флот не разделял оптимизма фирмы и отказывался рассматривать любые предложения истребителей - гидросамолётов, пока проблемы с "обстрелом лыж" не будут разрешены. Тем временем Си Дарт No. 2 продолжил испытания в открытом море к югу от г. Пойнт Лома. Испытания в открытом море потребовали привлечения разнообразных средств обеспечения: многочисленных катеров, десантного корабля - дока типа LSD Кэйт Маунт, а так же спасательного вертолёта и самолёта. Испытания в море показали малую пригодность гидролыж для действий в открытом море, особенно при волнении.
В конце 1954 г. Си Дарт No.1 был переделан и снабжён единственной лыжей. Она имела малую килеватость и крепилась под центропланом на четырёх амортизационных стойках. Монолыжа была достаточно широкой, чтобы на её задней кромке закрепить два колесика, которые с кормовым колесом позволяли выполнять буксировку самолёта. Всего были исследованы около 100 вариантов разных лыж. Но, как это часто бывает, решение одних проблем вызывает появление других. "Обстрел лыжи" на новом самолёте был значительно меньше (хотя и не исчез полностью), зато возникли опасные раскачивания самолёта по тангажу и ухудшилась устойчивость самолёта на курсе. Частичное решение этих проблем было достигнуто путём усовершенствования амортизационных стоек. Они стали с переменной жёсткостью. В зависимости от скорости удара меняется количество открытых отверстий, пропускающих масло в амортизационной стойке. Решение сложное, но перспективное, поэтому самолёт стали готовить к оценочным испытаниям с представителями флота.
Но прежде чем оценочные испытания начались, на программу обрушился следующий, удар. 4 ноября 1954 г. промышленность совместно с флотом подготовили демонстрацию представителям прессы и телевидения новых самолётов: штурмовика вертикального взлёта XFY "Пого" и транспортного гидросамолёта R3Y "Трэйдвинд". Си Дарт к показу не готовился. Но репортёры потребовали продемонстрировать им новейший истребитель - гидросамолёт. Ну что - ж, решили лететь... Перед вылетом инструктировали Чарльза Ричборга: Ты только взлети, пройди перед трибуной на высоте 300...400 м, а потом аккуратненько приводнись. Больше от тебя ничего не требуется. Всё примерно так и было, но во время прохода, на высоте 300 м Си Дарт был разогнан до скорости порядка 920 км/ч, и прямо перед трибуной он внезапно развалился в воздухе и в виде огненного шара рухнул в воду. Чарльз Ричборг ещё дышал, когда его выловил спасательный катер, но через несколько минут - умер.
Комиссия, расследовавшая катастрофу, установила, что трагедия никак не связана с особенностями Си Дарта как гидросамолёта. Дело было в несовершенстве тогдашних систем управления с гидравлическими приводами. В полёте возникли возрастающие колебания по тангажу, с которыми система управления не смогла справиться. Ситуацию ухудшали непроизвольные микроскопические движения руки пилота. Такие колебания встречались на нескольких скоростных самолётах в то время, так что это не было болезнью только Си Дарт. Просто Ричборгу не повезло, его Си Дарт развалился от больших аэродинамических нагрузок во время второго отклонения носа самолёта вниз. (Может и прав был наш известный конструктор А.Н. Туполев, который примерно в то время сказал: - Лучший бустер это тот, который не установлен на самолёте).
Все полёты на Си Дартах были немедленно приостановлены. Хотя испытания по отработке лыж возобновили сразу после обнародования предварительных выводов аварийной комиссии. Но скоростных полётов F2Y больше никогда не выполнял. Тем временем, 4 марта 1955 г. взлетел последний лётный экземпляр Си Дарт No.3. Он имел двойные лыжи, особенностью которых был способ крепления колесиков на заострённой задней кромке лыж. Колёса были поворотными, а ось поворота шла вдоль лыжи. После руления по земле колёса разворачивались на 90град. и своей плоскостью становились в одну плоскость с лыжей, тем самым делая всю поверхность лыж гладкой.
Главной задачей самолёта No.3 была отработка двойных лыж в условиях открытого моря. Результаты не очень обнадёживали. Для ускорения взлёта и сокращения времени "обстрела лыж" решили попробовать пороховые стартовые ускорители RAT0, с тягой 440 кгс и временем работы 13-15 с. По паре таких ускорителей были установлены под каждым крылом F2Y-1 номер 3. Взлёт прошёл успешно, но дальнейшего продолжения эта работа не получила. Испытания двойных лыж были закончены 28 апреля, и больше Си Дарт No.3 в воздух не поднимался.
Но Си Дарт No.1 с монолыжей продолжал полёты. При этом появилась ещё одна проблема - отложение соли на разных частях самолёта. Особенно опасно было отложение соли на лопатках компрессора. Соль появлялась не от брызг, а выделялась из солёного морского воздуха. При работе двигателя отложения могли оторваться и повредить другие лопатки. Для предотвращения этого соль решили смывать водой. На самолётах No.No. 1 и 3 был установлен бак с пресной водой, ёмкостью 76 л. При работе двигателя на малом газу, перед взлётом, на вход компрессора подавалась вода, которая смывала соль. Эта система работала весьма эффективно. Другая серия испытаний посвящалась определению мах вертикальной скорости при посадке. Её удалось довести до 5,8 м/с, при этом самолёт вёл себя удовлетворительно.
Интерес к истребителю-гидросамолёту у заказчика постепенно угасал. Морские испытания тем временем продолжались.
Типовой вылет производился примерно по такой схеме: На земле запускался двигатель, и на собственных колесиках, установленных на лыжах и нижнем киле, самолёт рулил к слипу. Колесики были оборудованы тормозами, управляемыми из кабины двумя рычагами на правом пульте, а не традиционными педалями. Лётчики считали такое решение неудачным, однако управление ни разу не было потеряно. При одновременном торможении колёс самолёт замедлялся, а при раздельном - поворачивался в ту или иную сторону. При наземном рулении лыжи были выпущены в первую позицию так, чтобы их плоскости были параллельны продольной плоскости самолёта.
После спуска самолёта в воду, колесики на лыжах поворачивались на 90град., чтобы не выступать за плоскость лыж. Руление по воде было не сложным, при этом использовался комбинированный руль - тормоз на конце фюзеляжа. При необходимости можно было резко развернуться, используя разную тягу двигателей. С другой стороны было замечено, что с одним работающим двигателем Си Дарт плохо держался на заданном курсе. В нормальных условиях, на малом газу, гидроистребитель плыл на скорости 2 - 3 узла (3,7...5,5 км/ч), при раскрытом руль-тормозе и полностью выпущенных лыжах скорость падала до 1...2 узлов (1,8 - 3,7 км/ч). Вырулив к точке взлёта, пилот должен был уравновесить ветер и морские течения. Перед началом разбега лыжи полностью выпускались с помощью кнопки в задней части левого пульта. Разбег выполнялся примерно параллельно фронту волны, с носом, отклонённым к ветру, настолько, насколько это было возможным. Во время испытаний Си Дарт взлетал с боковым ветром до 60град. от курса взлёта.
Сдачей газа самолёт ускорялся и выходил из воды на лыжи при скорости от 8 до 10 узлов (15 -18,5 км/ч). Для исключения ошибок пилота и выполнения правильного взлёта инженерами Конвэр была разработана автоматическая система управления лыжами при разбеге и пробеге. После выхода фюзеляжа из воды (15 - 18,5 км/ч) полный форсаж блокировался, а лыжи убирались в буксировочное положение. При этом уменьшалось их погружение в воду и уменьшалось гидродинамическое сопротивление. Самолёт начинал разгоняться быстрее. Блокировка форсажа при этом снималась, и на скорости примерно 50 узлов (93 км/ч) лыжи полностью выпускались ещё раз. Таким образом достигалось устойчивое глиссирование самолёта по воде, с минимальным "обстрелом лыж". На скорости 100 узлов (185 км/ч) угол атаки составлял 2град. - 5град., и на скорости 125 узлов (231 км/ч) достигал взлётного значения 17град. -19град., на котором и происходил отрыв. В диапазоне скоростей от 96 км/ч, до взлётных 231 км/ч и волнении моря до 0,6 м, самолёт испытывал "обстрел лыж" с резкими ударами и перегрузками до 5,5 д, с частотой 15 -17 Гц.
В воздухе самолёт вёл себя нормально, без каких либо особенностей, хотя система управления с гидроусилителями была ещё не достаточно отработана. Обзор из кабины с необычным, клиновидным остеклением был достаточен, хотя в серии его предлагалось увеличить. При некоторых положениях освещённость приборной доски признавалась недостаточной, что затрудняло считывание показаний приборов.
Тяга силовой установки, даже с двигателями J46-WE-2B с форсажной камерой, была недостаточной, поэтому приемистость и скороподъёмность самолёта сочли не блестящими для истребителя. Попутно выяснилась чувствительность J46-WE-2B к отложению соли в проточной части - качество не хорошее для "морского" ТРД. Защита воздухозаборника от попадания брызг была в целом решена, и в процессе эксплуатации, при выполнении соответствующих регламентов, двигатель должен был отработать полный ресурс.
Посадка гидроистребителя происходила в обратном порядке. Лыжи выпускались полностью (в положение 2) и самолёт планировал к воде. Касание происходило на скорости 120 узлов (222 км/ч). Самолёт скользил по воде и довольно быстро тормозился, постепенно погружаясь в воду. При достижении скорости менее 6 узлов (10 км/ч) лыжи переводились в буксировочное положение, и колесики разворачивались в рабочее положение. На них самолёт мог по слипу выбраться на берег с помощью собственных двигателей.
Последний раз Си Дарт поднялся в воздух 16 января 1956 г. Целью было определение максимальных мореходных качеств самолёта. Волнение на море было 5 баллов (высота волны до 3 м), с сильным ветром (37 км/ч), дующим примерно 45град. к фронту волны. Билли Лонг, пилот самолёта, при разбеге, чтобы быстрее избавиться от тряски и "обстрела лыжи", рано подорвал самолёт. В результате машина подскочила и снова плюхнулась на воду, после чего стала "козлить" или, как говорят в нашей гидроавиации - "делать барсы". Удары были очень жёсткими, перегрузки при этом достигали опасных 8,5 д. Единственной мыслью Лонга при этом было - не дать самолёту нырнуть в волну и по возможности взлететь. Наконец Си Дарт No.1 оторвался от воды. Набрав высоту и сделав круг над заливом, Билли пошёл на посадку. Она также не отличалась изяществом и сопровождалась рядом сильных ударов. При этом Лонг ударился головой об остекление и разбил до крови нос. Несмотря на это, ему удалось удержать самолёт от нырка под воду, и на пробеге Си Дарт довольно быстро остановился и благополучно возвратился в Сан Диего. Это был последний вылет Морского Дротика (Си Дарт). Окончательный удар по программе нанесло появление "суперавианосцев" (так их называли американцы из-за огромного, по тем временам, водоизмещения в 60000/ 75000 т) типа "Форрестол". Таким образом, Си Дарт проиграл соревнование тяжёлому авианосцу, который он, в случае успеха, собирался заменить. В январе 1956 г. Отдел военно-морских операций снял технические требования на истребитель-гидросамолёт, и программа была закрыта.
Проект тяжелого сверхзвукового гидросамолета ЛКВВИА
По заданию Главного штаба ВВС в Советском Союзе в 1957-1960 годах проводились комплексные исследования по перспективам развития тактико-технических свойств самолетов, гидросамолетов, крылатых ракет и систем "самолет-носитель - самолет-снаряд" в целях обоснования предложений по вооружению ВВС перспективными боевыми средствами большой дальности.
Работы вели ЛКВВИА им. А.Ф.Можайского, ВВИА им. Н.Е.Жуковского, КВВА, НИИ-15 ВВС, НИИ-88, СибНИА, ЦАГИ, НИИ-1, ОКБ-470, ОКБ-23 и другие организации. Преподавателями и слушателями Ленинградской краснознаменной военно-воздушной инженерной академии им. А.Ф. Можайского (ЛКВВИА) с начала 1950-х годов прорабатывались варианты сверхзвукового транспортного самолета, использование которого в качестве ударного самолета позволяло резко сократить время нахождения в зоне ПВО противника.
Проектные проработки самолета со взлетной массой 25000 кг, оснащенного двумя двигателями с тягой по 4000 кг и рассчитанного на полет при скоростях М=2,5-3 на высотах до 20000 м, показали, что для достижения дальности полета 10000-11000 км необходимо значительное увеличение взлетной массы самолета.
Проработка сверхзвукового самолета с дальностью полета 8000-9000 км показала трудность его реализации в концепции самолета на уровне имевшихся технологий с базированием на аэродромах, но имелась возможность создания гидросамолета с заданными характеристиками или сухопутного самолета с системой дозаправки в воздухе от дозвукового самолета-танкера.
Ударные средства большой дальности рассматривались применительно к задачам: уничтожение средств нападения большой дальности противника, срыв мобилизационных мероприятий, нарушение морских и океанских сообщений, разрушение основных отраслей экономики, вывод из строя военной промышленности, дезорганизация государственного и военного управления, постановка минных заграждений на
основных морских путях, борьба со средствами ПРО и ПВО.
В качестве возможных объектов удара рассматривались стартовые позиции МБР, авианосные ударные соединения и конвои, склады ядерных боеприпасов и ракет, промышленные предприятия, административно-политические центры, военно-морские базы, важнейшие порты и электростанции, крупные склады оружия (в том числе и химического), топлива, сырья и др.
В ЛКВВИА им. А.Ф. Можайского в конце 1950-х годов в рамках темы "Изыскание путей развития сверхзвуковых гидросамолетов большой дальности полета" под руководством А.С.Москалева и А.И.Смирнова (научный руководитель работ по теме) велось проектирование (предэскизная проработка) сверхзвуковых самолетов-бомбардировщиков и самолетов-носителей классов: дальний стратегический бомбардировщик (ДСБ),
гидросамолет (ГС), самолет-амфибия круглогодичного использования.
Под руководством А.С.Москалева велись работы по обоснованию наиболее рациональной конструктивно-компоновочной схемы. Улучшение аэродинамики перспективного самолета велось под руководством АП.Мельнико-ва. Оптимизация параметров силовых установок и обоснование конструктивной схемы двигателя (для старта и полета самолета и для старта крылатой ракеты с носителя при скорости М=3-4) проведены под руководством И.И.Кулагина и А.А. Куландина.
Рассматривались гидросамолеты со взлетной массой от 150 до 450 -500 тонн следующего назначения: носители самолетного баллистического снаряда (СБС) и крылатых ракет (КР), военно-транспортные самолеты большой дальности, океанские разведчики.
Для СБС принималась дальность полета 2500 км при пуске с самолета-носителя с высоты 20-30 км, для крылатых ракет дальность полета - прямая видимость.
Исследование перспектив развития дальних стратегических бомбардировщиков и сверхзвуковых самолетов первоначально велось в диапазоне летно-технических характеристик: взлетная масса - 150-500 тонн, боевая нагрузка -5-15 тонн, высота полета вблизи цели -20-35 км, скорость полета М=2-4 (до 5).
Рассматривались следующие компоновочные схемы бомбардировщиков и самолетов-носителей: обычная -"самолетная", "бесхвостка", "летающее крыло", "утка" - со стреловидным и серповидным крылом, или с крылом треугольной, прямоугольной, трапециевидной форм. Для силовой установки предполагалось использовать ТРД и ТРДФ, либо в случае использования смешанной силовой установки - ПВРД и ТРДФ.
В сводной таблице приведены расчетные харакеристики дальних гидросамолетов различных компоновочных схем и взлетной массы, полученные на первом этапе исследований.
При проведении дальнейших исследований самолеты были разделены надве группы. Первая группа- самолеты, которые можно создать на основе технологий конца 1950-х годов с применением алюминиевого сплава Д-23. Вторая группа - самолеты, создаваемые с применением титановых сплавов, выпуск опытных самолетов прогнозировался на 1965 год. Отмечалось, что применение в конструкции самолетов титана вместо сплава Д-23 позволит увеличить дальность и скорость полета.
На основании всестороннего анализа были введены ограничения на ТТХ: для сухопутных самолетов - взлетная масса до 300 т, посадочная скорость до 250 км/ч, скорость отрыва - 350 км/ч, длина разбега и пробега - до 1600 м; для гидросамолетов - взлетная масса до 300 т, посадочная скорость - до 280 км/ч, скорость отрыва - 380 км/ч, длина разбега и пробега до 2500 м.
Силовая установка для самолетов всех компоновочных схем - 8-10 ТРД, ТРДФ (при расчетных скоростях полета М=2-3,2), не исключалась возможность использования смешанных силовых установок с применением ПВРД (скорость полета более М=3,8). Рассматривались режимы полета на высотах до 30-35 км при скорости до М=4,4-4,6.
Заключение
По примерам, приведенных в данной работе, можно утверждать, что сверхзвуковые гидросамолеты, хоть и стали менее популярными, но будут пользоваться спросом в странах с большими прибрежными зонами. Также большая привлекательность в том, что не надо будет строить большие затратные взлетные полосы. Чем тяжелее самолеты, тем больше разбег. Следовательно, взлетные полосы будут иметь большую длину и такую же большую стоимость.
Гидросамолеты за счет взлета самолета с воды и возможности длительного пребывания его на плаву будут полезны в полярной авиации. Они могут нести оборудование, необходимое для автономной эксплуатации в океане или на арктической льдине. Что касается военной тактики, гидросамолеты могут рассредоточить авиацию. Гидро-бомбардировщики могли бы атаковать прибрежные зоны, уничтожать военно-морские базы, важнейшие порты и электростанции, средства нападения большой дальности противника, срывать мобилизационные мероприятия, выводить из строя военную промышленность, устанавливать минные заграждения на основные морские пути, бороться со средствами ПРО и ПВО. Кроме того, для гидросамолетов не требуются огромные аэродромы со сверхпрочными многокилометровыми бетонными ВПП, являвшимися отличными мишенями для ударных средств противника.
Сверхзвуковые гидросамолеты – это реальность. Они есть, они созданы, они проектируются. Смелость и экзотичность идеи будут всегда привлекать инженеров и изобретателей на новые проекты.
Список использованной литературы
1) http://airwar.ru/
2) http://alternathistory.org.ua/
3) http://rudocs.exdat.com/
4) http://otbombard.ru/
5) http://www.hydroplanes.ru/
6) Иллюстрированная энциклопедия самолетов ЭМЗ им. В.М. Мясищева. Том 2. Часть 3
(zip - application/zip)
Статистика файлового архива
