Заточка ятагана. Могла ли компания Supermarine создать палубный реактивный истребитель мирового класса? Часть 1

Содержание:

Предисловие редакции: Насколько хорош был последний истребитель компании Supermarine и как его можно было улучшить? Можно ли было его превратить в «почти фантом» для Великобритании? Член Королевского общества аэронавтики Пол Стоддарт (Paul J. Stoddart, FRAeS) сравнивает характеристики и возможности истребителя Scimitar с четырьмя американскими палубными истребителями, состоявшими в то время на вооружении ВМС США, и приходит к интригующему выводу.

Авиастроительная компания Supermarine всегда будет ассоциироваться с ее величайшим достижением – фронтовым истребителем Spitfire. Если говорить о достижениях компании, то «спитфайр», безусловно является одним из величайших ее достижений, но в то же самое время следует признать, что последующие усилия как правило, как правило, были далеки от совершенства. Прямым потомком знаменитого «спитфайра» был палубный истребитель Spiteful с ламинарным аэродинамическим профилем крыла. «Спайтфул» был самым скоростным британским винтовым истребителем, но его обогнали в буквальном и переносном смысле первые реактивные самолеты, и он так и не поступил на вооружение. Используя крыло «спайтфула», компания Supermarine создала для Королевского флота палубный истребитель Attacker. Эта несколько архаичная машина (сохранилась даже хвостовая стойка шасси) хотя и заслужила честь стать первым реактивным истребителем воздушных сил Королевского флота (Fleet Air Arm – FAA), на вооружении она простояла всего три года. Истребитель Supermarine Swift, являвшийся современником истребителя Hawker Hunter и дальнейшим развитием «аттакера», несмотря на серьезные усилия по разработке, сильно разочаровал в своей первоначальной роли палубного истребителя-перехватчика (Королевский флот почти сразу же отказался от него) и добился определенных успехов только в качестве маловысотного фоторазведчика.

Лебединая песня компании Supermarine

Компания Supermarine являлась частью концерна Vickers-Armstrong и ее последней самостоятельной разработкой стал реактивный истребитель Scimitar (ятаган). К несчастью для компании, ее лебединую песню вряд ли можно назвать образцовой, и в ретроспективе этот тип стал предметом серьезной критики. [1] Scimitar был разработан в качестве палубного истребителя и на момент своего появления стал первым самолетом FAA со стреловидным крылом; это был самый крупный, самый мощный и быстрый (и самый шумный) самолет. За время его эксплуатации с 1958 по 1969 год из 76 самолетов, переданных FAA, 39 машин были потеряны в результате несчастных случаев – коэффициент потерь составил 51%.

Scimitar стал конечным результатом продолжительной по времени программы разработки, которая началась в конце 1940-х годов с интереса Королевского флота к отказу от шасси для палубных самолетов. Отказ о шасси был мерой по снижению массы, которую с учетом неважных характеристик (в первую очередь разгонных характеристик) первых реактивных самолетов сочли целесообразной. Считалось возможным снижение массы примерно на 15 процентов, что должно было привести к соответствующим улучшениям характеристик скорости и скороподъемности. Такие самолеты должны были взлетать с помощью выкатной тележки (подобно ракетному перехватчику Messerschmitt Me 163) и приземляться фюзеляжем на гибкую палубу. С некоторым успехом данная концепция была протестирована с помощью истребителя de Havilland DH.100 Vampire, но не была принята. Тяга реактивных двигателей неуклонно возрастала, а проблемы наземного обслуживания и ограничения, связанные с самолетами, не имеющими обычной ходовой части, более чем перевешивали любые преимущества в летных характеристиках.

Компанией Supermarine был разработан эскизный проект палубного истребителя без шасси, предназначенного для действий с гибкой палубы – Type 505 с прямым крылом и V-образным хвостовым оперением. На базе проекта Type 505 был создан Type 508, который впервые поднялся в воздух 31 августа 1951 года. Затем в несколько итераций конструкция была доработана, и машина получила стреловидное крыло и традиционное хвостовое оперение. Получившийся в итоге работ Type 544 стал прототипом палубного истребителя Scimitar, который совершил свой первый полёт в январе 1956 года, а в июне 1958 года началась боевая подготовка. [2] К этому моменту на вооружении ВМС США находился сверхзвуковой палубный истребитель Vought F-8 Crusader.

единственный прототип Supermarine Type 525 (военный номер VX138) был истинным предшественником палубного истребителя Scimitar, получившего стреловидные крыло и хвостовое оперение в отличие от трапециевидного крыла и V- образного хвостового оперения прототипа Type 508. Прототип Type 525 совершил свой первый полет 27 апреля 1954 года под управлением летчика-испытателя компании Supermarine Майка Литгоу (Mike Lithgow). К сожалению, 5 июля 1955 года пилот и самолета погибли в авиакатастрофе, произошедшей во время испытательного полета из Боскомб-Дауна. Снимок из архива журнала «The Aviation Historian»

Первоначально Scimitar задумывался в качестве дневного перехватчика, хотя в этой роли он был бы относительно ограничен, так как его летные характеристики были далеко не блестящими. Силовая установка истребителя Scimitar, состоявшая из двух турбореактивных двигателей Rolls-Royce Avon 202, развивала общую тягу 22500 фунтов (10206 кгс) и не имела системы дожигания топлива. Используя в качестве базовой величины полную массу, получим тяговооружённость 0,66. Данный показатель существенно уступает тяговооруженности американского истребителя McDonnell Douglas F-4E Phantom II (0,86), хотя и несколько превосходит показатель истребителя F-8E Crusader (0,62). Тем не менее, если Crusader на высоте 36000 футов (11000 м) мог развивать скорость 1227 миль в час (1975 км/ч), то Scimitar на той же высоте разгонялся всего лишь до 635 миль в час (1022 км/ч). И это несмотря на то, что тяга британской машины была на 25% больше тяги американского самолета 18000 фунтов (8165 кгс). Американцы в то время прокомментировали, что только британцы могли построить самолет с такой большой тягой, который все еще остается дозвуковым.

Douglas F4D Skyray, состоявший на вооружении ВМС США и КМП США, был впечатляющих истребителем-перехватчиком, который в 1958 году установил несколько новых рекордов времени набора высоты. Представленный на снимке самолет на подфюзеляжном пилоне несет комплект навигационного оборудования Douglas NAVPAC, содержащий радиомаяк для слежения и дальномерное оборудование для навигации. Снимок из архива журнала «The Aviation Historian»

прототип палубного истребителя Grumman F11F Tiger (номер управления аэронавтики [BuAer] 138604), получивший первоначально обозначение F9F-9, совершил свой первый полет 30 июля 1954 года. 20 октября того же года самолет был потерян в аварии в результате отказа двигателя. Машины были переименованы в F11F-1 и поступил на вооружение в марте 1957 года. Военная карьера «тигров» продолжалась всего пять лет. Снимок из коллекции Джерри Бальзера (Gerry Balzer) предоставлен Тони Баттлером

Летающий кирпич

На самом деле Scimitar мог преодолеть звуковой барьер, но в пикировании; что касается прямолинейного горизонтального полета, то достижения сверхзвуковой скорости машине мешало слишком толстое крыло. Большинство сверхзвуковых самолетов имеют ярко выраженную стреловидность крыла, хотя есть исключения, такие как Lockheed Starfighter. Другим фактором снижения трансзвукового и сверхзвукового сопротивления является относительная толщина крыла, выраженное в процентах отношение расстояния между верхней и нижней поверхностями крыла и расстоянию между его передней и задней кромками. У «ятагана» относительная толщина крыла составляла 8%. [3] Это было лучше по сравнению с более ранними самолетами, такими как, например, созданный в 1949 году истребитель МиГ-17 (10%), но было хуже по сравнению со своим почти современником North American F-100 Super Sabre, созданным в 1953 году и имевшим относительную толщину крыла 6%. [4] Как следствие на большой высоте the F-100 D мог развивать скорость 924 миль в час. (1485 км/ч), что эквивалентно скорости М = 1,4. Эта скорость была гораздо выше скорости истребителя Scimitar несмотря на то, что тяга силовой установки F-100 составляет только 71% тяги британской машины – 16000 фунтов (7257 кгс).

Инженеры компании Supermarine спроектировали фюзеляж «ятагана» в соответствии с теорией аэродинамики «правило площадей». Данная теория была разработана Ричардом Уиткомбом и требовала, чтобы площадь поперечного сечения самолета плавно менялась от носа к хвосту таким образом, чтобы свести к минимуму трансзвуковое и сверхзвуковое сопротивление. [5] На некоторых самолетах, таких как Buccaneer с его выраженным «поясом» фюзеляжа вокруг места соединения с консолями крыла «правило площадей» выражено более ярко по сравнению с «ятаганом». В любом случае, какие бы выгоды ни приносило «правило площадей», его плюсы сводились на нет толстым крылом. Относительная толщина крыла в восемь процентов была принята для удовлетворения требования обеспечения старта истребителя Scimitar без помощи катапульты. Толстое крыло обеспечивало требуемую подъемную силу на малых скоростях, но значительно ухудшало летные характеристики во всем остальном диапазоне эксплуатационных режимов. Учитывая неизбежное ограничение скорости, данное требование имело сомнительную ценность с точки зрения боевого применения. Такое же требование было предъявлено создателям истребителя de Havilland Sea Vixen – другого самолета FAA, который в горизонтальном полете был способен развивать лишь дозвуковую скорость.

Благодаря мощности силовой установки Scimitar имел приемлемые разгонные характеристики на малых высотах, но его тяговооруженность не обеспечивала высокую скороподъемность, которая имеет решающее значение для перехватчика. Его начальная скорость набора высоты 12000 футов в минуту (3660 м/мин) была значительно ниже, чем у многих истребителей того времени. У истребителя F-100 данный показатель составлял 15000 футов в минуту (4570 м /мин), в то время как тяжелый (но мощный) F-4 обладал скороподъемностью около 30000 футов в минуту (9150 м/мин). [6] Оснащенный тем же двигателем, что и F-100, F-8E имел начальную скорость набора высоты 14750 футов в минуту (4500 м/мин), что примерно на 23% выше, чем у британской машины, несмотря на 25-процентное преимущество тяги последней.

Vought F8U Crusader был радикальным изменением в конструкции палубных истребителей. В его конструкцию были внедрены такие инновационные технические особенности как двухпозиционное высокорасположенное крыло с изменяемым углом атаки. На снимке представлен первый серийный истребитель F8U-1 с крылом, установленным в раскрытом положении с углом атаки 7°. Это увеличивало подъемную силу при взлете и сопротивление при посадке, и позволил фюзеляжу оставаться в горизонтальном положении, пока крыло имело большой угол атаки. Снимок из архива журнала «The Aviation Historian»

в то время как одномоторный Crusader представлял собой гигантский шаг вперед в отношении палубных истребителей, компания McDonnell Douglas сделала еще один шаг, создав двухмоторный Phantom II, который впоследствии стал знаковым сверхзвуковым реактивным истребителем времен холодной войны. На снимке представлен прототип XF4H-1 (BuAer 142259); снимок сделал примерно во время его первого полета в мае 1958 года. Снимок из архива журнала «The Aviation Historian»

Многоцелевой боевой самолет?

Scimitar иногда описывают как многоцелевой боевой самолет, но этот несколько сомнительный статус был обусловлен скорее необходимостью и обстоятельствами, нежели конструкцией и возможностями. Первоначально предназначавшийся в качестве перехватчика, Scimitar не мог бы выполнять поставленные задачи из-за недостаточных характеристик. Кроме того, Scimitar не имел бортового радиолокационной станции, и поэтому перехват вражеских самолетов он мог выполнять в светлое время суток, во время которого машины других типов демонстрировали гораздо больший потенциал.

Поскольку роль перехватчика (в том числе всепогодного) была возложена на Sea Vixen, то Scimitar был переведен на нанесение маловысотных ударов по морским целям. Для этой роли его вооружение включало двух- и трехдюймовые (51 мм и 76,2 мм) неуправляемые реактивные снаряды (НУРС), 500-фунтовые (225 кг) и 1000-фунтовые (450 кг) бомбы, американские ракеты малой дальности AGM-12 Bullpup класса «воздух-земля» и британское тактическое ядерное оружие Red Beard. Однако в июле 1962 года на вооружение FAA поступил Blackburn Buccaneer, который в роли штурмовика настолько превосходил Scimitar, что быстро вытеснил его с этой роли и на протяжении более двух десятилетий имел репутацию отличной палубной ударной машины.

Scimitar F.1 (военный номер XD248) из состава 807-й эскадрильи FAA делает полубочку перед пикированием, демонстрируя нижнюю поверхность своего стройного, хотя и толстого крыла. Консоли крыла были оснащены пилонами, к которым были повешены 24 трехдюймовых НУРС. В августе 1957 года самолеты данного типа поступили на вооружение FAA в состав оценочного подразделения No 700X Flight, а в июне 1958 года 803-я эскадрилья достигла полной боеготовности. Снимок из архива журнала «The Aviation Historian»

разработанный одновременно с «ятаганом» всепогодный палубный истребитель-перехватчик DH.110 Sea Vixen также оснащался парой двигателей Rolls-Royce Avon. 892-я эскадрилья, перевооруженная на всепогодные истребители-перехватчики DH.110, достигла полной боеготовности в июле 1959 года. Лидирующий самолет из четверки Sea Vixen FAW.1 несет на четырех подкрыльевых пилонах ракеты «воздух-воздух» de Havilland Firestreak. Снимок из архива журнала «The Aviation Historian»

В результате истребители Scimitar превратились в самолеты-заправщики первых ударных самолетов Buccaneer S.1. «Буканиры» этой модификации оснащались маломощными турбореактивными двигателями de Havilland Gyron Junior, с которыми S.1 имели низкие взлетные характеристики. Чтобы нести разумную полезную нагрузку «буканир» взлетал с неполным запасом топлива и в воздухе дозаправлялся от ожидающего его «ятагана». Когда на вооружение стали поступать Buccaneer S.2, оснащавшиеся более мощными двигателями Rolls-Royce Spey, позволявшими выполнять взлет с полной массой, самолеты-заправщики Scimitar стали избыточными для авиагрупп авианосцев.

Scimitar F.1 (военный номер XD267, бортовой код 151/R) в камуфляже, который самолет нес в 1964 году во время эксплуатации в составе 803-й эскадрильи. Схема окраски включала в себя нанесенный на киль характерный рисунок в виде наклонной черно-желтой шахматной доски. «Ятаган» несет подвесные топливные баки, используемые для дозаправки «буканиров». Рисунок Хуаниты Франци (Juanita Franzi) для AERO ILLUSTRATIONS © 2022

Существенным фактором высокой аварийности «ятаганов» было то, что их размеры и масса были предельными для нескольких авианосцев Королевского флота. Например, после переоборудования в 1957 году авианосец «Викториес» (HMS Victorious; авианосец класса «Илластриес») имел полное водоизмещение 35500 тонн и длину летной палубы 775 футов (235 м). [7] Самыми крупными авианосцами Королевского флота были авианосцы «Арк Ройал» (HMS Ark Royal) и «Игл» (HMS Eagle) с водоизмещением 45720 тонн и длиной летной палубы 800 футов (244 м). «Ятаганы» также эксплуатировались с авианосца «Центавр» (HMS Centaur), который имел длину летной палубы всего 733 фута (224 м) и при полной загрузке имел водоизмещение 27800 тонн.

крупный самолет и сравнительно небольшой авианосец – пара самолетов-заправщиков Scimitar стоят в носу авианосца «Игл» рядом с ударным самолетом Blackburn Buccaneer S.1 и противолодочным самолетом Fairey Gannet AEW.3. На корме стоят истребители-перехватчики Sea Vixen. Даже самые крупные авианосцы Королевского флота имели более короткие легкие палубы, чем их «маленькие» американские аналоги класса «Эссекс». Снимок из архива журнала «The Aviation Historian»

Между тем в 1950-х годах военно-морские силы США сосредоточились на авианосцах классов «Эссекс» (USS Essex) и «Мидуэй» (USS Midway) и на суперавианосцах класса «Форрестол» (USS Forrestal). Эти корабли имели водоизмещение 33000, 60000 и 78000 тонн и длины полетных палуб 860 футов (262 м), 932 фута (284 м) и 1105 футов (337 м) соответственно. Таким образом, даже у «маленьких» авианосцев класса «Эссекс» полетная палуба была длиннее, чем у «Арк Ройяла», в то время как «Мидуэй» и «Форрестолс» были кораблями классом выше. Дополнительная длина полетной палубы давала значительные преимущества при эксплуатации тяжелых реактивных истребителей.

[1] В качестве примера Scimitar входит в список десяти худших британских боевых самолётов, составленный авиационным сайтом Hush-Kit (www. hushkit.net/2016/03/02/the-ten-worst-british-military-aircraft)

[2] Andrews, C.F. and Morgan, E.B., Supermarine Aircraft Since 1914, Putnam, 1987, p305

[3] www.airvectors.net; Supermarine Attacker, Swift, & Scimitar

[4] Spick, M., Jet Fighter Performance — Korea to Vietnam, Ian Allan, 1986, p97

[5] Особенно в диапазоне скоростей М = 0,75 – 1,2

[6] Spick, указ. соч., стр.93. На странице 93 Спик указывает начальную скорость набора высоты F-4 как 32000 футов в минуту (9754 м/мин), а на странице 80 – 28000 футов в минуту (8534 м/мин). Предположительно, это относится к разным вариантам подвески боевой нагрузки. Часто приводимое значение начальной скорости набора высоты 41300 футов в минуту (12588 м/мин) почти наверняка соответствует минимальной подвеске боевой нагрузки или ее полному отсутствию и, следовательно, не отражает фактические эксплуатационные характеристики

[7] Marriott, L., Jets at Sea — Naval Aviation in Transition, 1945-1955, Pen & Sword, 2008, Appendix IV. pp223 et seq

источник: Paul J. Stoddart FRAeS «Sharpening the Scimitar» «The Aviation Historian» №38, pages 78-87

Часть 2

перевод впервые опубликован – https://vk.com/@710541705-zatochka-yatagana-01