Эдмунд Цихош - Сверхзвуковые самолеты

• Название: Сверхзвуковые самолеты
• Автор: Эдмунд Цихош
• Издательство: М.: Мир
• Жанр: Техническая литература
• Год: 1983

В книге польского авиационного специалиста приведены основные летно-технические характеристики, фотографии, чертежи общих видов и компоновочных схем большинства современных отечественных и зарубежных сверхзвуковых самолетов. Кратко излагается история их разработки. Описывается оборудование различных типов сверхзвуковых самолетов и рассматриваются научно-технические проблемы, связанные с их созданием. Наиболее полное для настоящего времени справочное руководство по зарубежным и отечественным сверхзвуковым самолетам. Для конструкторов самолетов, студентов соответствующих специальностей вузов и лиц, интересующихся авиацией.

Прим. OCR: Первая появившаяся в СССР в открытой печати монография по сверхзвуковым самолетам. Охват и качество материала позволяют занимать этой книге одно из первых мест по упоминаниям в авиационной литературе по реактивным самолетам.

---

Из-за характерного силуэта и габаритных пропорций (сильно вытянутый фюзеляж и прямое крыло малого удлинения) самолет F-104 был назван «пилотируемой ракетой», что отражало тенденцию к переходу самолета в разряд дистанционно управляемого оружия. Такой самолет должен удовлетворять только одному условию-достигать все больших скоростей полета путем преодоления технологических преград (одна из них была названа в свое время «тепловым барьером»). Через несколько лет «пилотируемая ракета» стала объектом насмешек, а в ФРГ ее не без основания назвали «летающим гробом».

Таблица 1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СВЕРХЗВУКОВЫХ САМОЛЕТОВ


Таблица 1 ( продолжение )

Обозначения:

Назначение самолета-. Б – бомбардировщик; БР – бомбардировщик-разведчик; ИБ – истребитель-бомбардировщик; ИМ – истребитель многоцелевой; ИП – истребитель-перехватчик; Э – экспериментальный; Пс – пассажирский; Р – разведчик; УБ – учебно-боевой; УТ – учебно-тренировочный.

Производство: ОЭ – опытный экземпляр; С – серийное производство; * – планируемое производство.

Тип двигателя: ЖРД – жидкостный ракетный; ПВРД – прямоточный; ТВРД – турбовентиляторный (турбореактивный двухконтурный); ТРД – турбореактивный одноконтурный.

Характеристика: Г – геометрический уступ передней кромки крыла; Д – дифференциальный управляемый стабилизатор; ЗЭ – зависающие элероны; ИГ – крыло изменяемой геометрии; К – крыльевые (элевоны или ниши уборки шасси); КРВ – крыльевой руль высоты; Н – нерегулируемый воздухозаборник; Р – регулируемый воздухозаборник; СПС – сдув пограничного слоя; Ф – фюзеляжные ниши уборки шасси; Фк – фюзеляжно-крыльевые ниши уборки шасси; Щ – щелевые (закрылки или уступ передней кромки крыла); Э – эжекторные закрылки.

Опущенные порядковые номера соответствуют самолетам, по которым отсутствует достаточная информация.

Влияние, которое оказала на конструкцию самолетов тенденция автоматизации истребителя, ощущалось вплоть до второй половины 60-х годов. В ходе очередных военных конфликтов выявилось, что превосходство в скорости и вооружении управляемыми ракетами не обеспечивает победы в воздушном бою. Опыт вьетнамской, а также индо-пакистанской и арабо- израильских войн не только подтвердил значение воздушного боя (понимаемого в классическом смысле, когда необходимо учитывать конкретные преднамеренные и целенаправленные действия противника), но также показал, что в определенных условиях успех боя зависит скорее от стрелкового, чем от ракетного оружия, и что в итоге превосходство в воздухе так же часто зависит от результатов воздушного боя, как результат этого боя зависит от маневренности и разнообразия вооружения самолета. В конце концов мнение, что самолет, лишенный управляемых ракет класса воздух – воздух, уступает самолету, оснащенному таким вооружением, и что это превосходство не компенсируется ни лучшей управляемостью, ни иными показателями, оказалось ошибочным.

Заодно был опрокинут своеобразный «миф» о ракете «Сайдуиндер», составлявшей в то время основное (часто единственное) оружие почти всех американских истребителей. Боевая практика же показала, что ракета «Сайдуиндер» эффективна лишь в случае, когда атакующий самолет находится в оптимальной позиции (прямо по цели-с одновременным условием: атакуемый противник не должен заметить яркой вспышки запуска двигателя ракеты), так как ввиду малой маневренности ракета не достигнет самолета, производящего противоракетный маневр. Управляемые ракеты того времени имели еще один недостаток, а именно-они не дифференцировали цели по принципу «чужой-свой».

Поскольку лишь немногие самолеты имели постоянное стрелковое вооружение, была предпринята попытка подвески пушек в контейнерах на внешних замках (например, в самолетах F-4C). Однако оказалось, что такое вооружение эффективно лишь при поражении наземных целей, но совершенно непригодно в атаках на воздушные цели ввиду вибрации контейнеров, затрудняющей прицеливание.

Только разработка новых самолетов со всеми видами вооружения (например, F-4E) выявила достоинства ракет как оружия, дополняющего стрелковое вооружение, поскольку в ситуациях, отличных от ближнего боя, на вираже, они значительно эффективнее пушек. Выяснилось, что использование комбинации стрелкового вооружения с управляемыми ракетами увеличивает гибкость воздушного боя, в котором, правда, ограничена возможность автоматического поражения цели, но зато обеспечено ведение ближнего боя. Таким образом, практика применения вывела развитие самолета-истребителя на правильный путь благодаря признанию того факта, что именно истребитель решает задачу превосходства в воздухе. Это впоследствии сделало возможным выполнение всех прочих задач, таких, как тактическая бомбардировка, поддержка с воздуха, разведка, наблюдение и т. п.

Прежде чем это случилось, т.е. вплоть до середины 60-х годов, когда развитие американских самолетов сотой серии (от F-100 до F-111) достигло своей кульминации (рекорд 3332,5 км/ч у самолета YF-12A), акцент делался на максимальную скорость, в результате чего «пилотируемая ракета» действительно двигалась все быстрее, но утрачивала способность к «полету» в классическом значении этого слова. Это, очевидно, нашло отражение в технических параметрах американских истребителей, облетанных в 1953-1958 гг. Особенно это касается взлетной массы, которая с 10921 кг (F-11) возросла сначала до 15420 кг (F-8D), затем 23 832 кг (F-105D) и достигла максимального значения 24 765 кг (F-4B).

В этой ситуации необходимым оказалось не только использование стреловидного крыла, но также увеличение его удельной нагрузки до 475-665 кг/м? и применение профиля с малой относительной толщиной (5-3%). Поскольку увеличение удельной нагрузки и стреловидности крыла и уменьшение относительной толщины профиля отрицательно влияют на скорость приземления и маневренность, такие самолеты характеризовались большой посадочной скоростью (свыше 300 км/ч), а также неспособностью к выполнению фигур высшего пилотажа с большими перегрузками. Первое исключило возможность базирования таких самолетов на аэродромах без специальных взлетно-посадочных полос длиной 2,5-3 км, второе-целесообразность их использования для ближнего воздушного боя.

Рис. 1.3. Тенденции изменения взлетной массы и максимальной скорости американских истребителей.

^ поршневые самолеты; ? околозвуковые самолеты; • сверхзвуковые самолеты.

Впоследствии, уже в начале 60-х годов, в США пришлось выполнить большой объем научно-исследовательских и опытно- конструкторских работ для изменения создавшейся ситуации в направлении возвращения самолету его наиболее характерных свойств.

В Западной Европе концепция самолета-истребителя развивалась несколько иначе. Западноевропейские условия войны предопределяли иной, отличающийся от американского подход. Ввиду малых расстояний в Европе весьма ограничено время, которым можно располагать от момента объявления тревоги до успешного перехвата цели. Этот фактор позволяет также относительно проще уничтожать стационарные наземные средства, главным образом аэродромы, средства навигации и наведения.

В процессе развития концепций самолетов оказалось, что большую роль играют также ограниченные экономические ресурсы, вынуждающие европейские государства искать дополнительные возможности. Таким образом, на начальном этапе к западноевропейскому самолету-истребителю предъявлялись следующие требования: высокая боеготовность, максимальная скороподъемность и максимальная скорость в горизонтальном полете (не менее чем М = 2), относительная независимость от стационарных наземных средств (в том числе возможность эксплуатации с аэродромов без твердого покрытия), легкость и простота конструкции. В дальнейшем эти требования были дополнены задачей многоцелевого назначения.

Развитие западноевропейской сверхзвуковой авиации начала Франция реализацией идеи создания легких истребителей, способных к выполнению задач перехвата, отличающихся высокой маневренностью и высокой скороподъемностью в любых погодных условиях. Предпосылкой к разработке новых французских самолетов были тактико-технические требования, опубликованные в 1953 г. На основе этих требований в 1953-1956 гг. было создано шесть новых типов самолетов.

Безусловно, значение этого факта заключается не столько в числе новых типов самолетов, сколько в разнообразии путей поиска наилучших решений, позволившем проверить пригодность для сверхзвуковой авиации ряда нововведений, а именно:

– прямоугольного крыла малого удлинения («Тридан», облетан в 1953 г.);

– классической схемы в совокупности с треугольным крылом («Жерфо», 1954 г.);