Наследник Спитфайра родом из 50-х. Проект истребителя Supermarine Type 545

Перспективные варианты. Работы 1950-1956 годов по совершенствованию принятых на вооружение истребителей. Часть 4

Главный конструктор компании Supermarine Джо Смит впервые представил предложения по самолету со стреловидностью крыла 50° в феврале 1950 года; разработанный им проект представлял собой модификацию истребителя Type 510, созданного в соответствии с требованиями спецификации E.41/46. В марте 1951 года DMARD Э. Э. Вудворд Натт потребовал переработать проект, взяв за основу истребитель Swift. В конечном итоге эти работы включили в себя две версии под общим типовым номером 545 (Type 545; 545). Вариант 1 имел крыло и хвостовое оперение со стреловидностью 50° и без излома кромок и по сравнению с истребителем Swift имел лучшие летные характеристики на малых и средних высотах. Если Королевские ВВС проявили бы заинтересованность в высотном самолете, то в приложении был описан Вариант 2 с новым крылом с большим относительным удлинением и изломом по передней кромке, полученным путем увеличения длины хорды внутренних секций крыла. Проведенные компанией Supermarine исследования с различными углами стреловидности и удельными нагрузками, относительными толщинами профилей и удлинениями и сужениями крыла показали, что невозможно добиться заметного увеличения скорости на малых высотах и в то же время значительно улучшить летные характеристики на больших высотах. Оба варианта должны были быть оснащены двигателем Avon RA.12 форсированным до 1500 К.

В брошюре, представленной 12 июня 1951 года, были указанные следующие основные данные:

Вариант 1 имел крыло от истребителя Type 541 Swift с увеличенной на 10° стреловидностью, с немного измененной формой передней кромки и срезанной корневой частью закрылка, обеспечивавшей зазор с фюзеляжем. Размах крыла был сокращен с 32,3 до 28,3 футов (с 9,8 м до 8,6 м), а толщина профиля с 10% до 8,3%. Площадь крыла самолета должна была быть равна 314 кв. футов (29,2 м²), длина – 41,5 футов (12,6 м) и нормальный вес 17490 фунтов (7933 кг). Единственным крупным изменением фюзеляжа была корректировка воздухозаборников для питания более крупного двигателя. Стреловидность хвостового оперения также составляла 50° и подобно истребителю Type 510 стабилизатор горизонтального оперения был оснащен механизмом изменения угла атаки. Вооружение Варианта 1 должно было состоять из четырех 30-мм пушек. Во внутренних баках должны были размещаться 500 галлонов (2273 л) топлива. Расчетная максимальная скорость на уровне моря была 734 миль в час (1181 км/ч), на высоте 45000 футов (13716 м) – 645 миль в час (1038 км/ч); в пикировании машина должна была развивать сверхзвуковую скорость, а абсолютный потолок составлял бы 55600 футов (16947 м). Благодаря увеличенному углу атаки эффект сжимаемости воздуха откладывался и уменьшался.

Вариант 2 имел те же фюзеляж, двигатель, корневые части крыла, в том числе шасси, и хвостовое оперение, что и Вариант 1. Увеличение относительного удлинения крыла было компенсировано путем увеличения длины хорды в корневых и средних частях крыла с получением на этих участках стреловидности передней кромки 40° и 30° соответственно. Данное техническое решение было применено для предотвращения срыва потока и возникновения нестабильности, обычно ассоциируемых с большим относительным удлинением стреловидного крыла. Данное решение увеличило площадь крыла до 390 кв. футов (36,3 м²), размах до 39,5 футов (12,0 м) и уменьшило среднюю относительную толщину до примерно 7,5% (8,3% в корневых частях, 6% на законцовках) и создавало такое же критическое число Маха, что и на крыле Варианта 1. Длина осталась равной 41,5 футу (12,6 м), а нормальный вес составлял 17540 фунтов (7956 кг). На высоте 40000 футов (12192 м) максимальная скорость должна была составить 656 миль в час (1065 км/ч), что на 32 мили в час (51 км/ч) больше, чем у истребителя Swift F Mk.I.

* * *

В Министерстве эти предложения с характеристиками, превышающими характеристики истребителя Swift, сочло разумными, однако было очевидно, что если бы Swift был оснащен двигателем RA.12, то Вариант 1 был бы быстрее его всего лишь на 20 миль в час (32 км/ч), но при лучших скоростных характеристиках обладал бы при этом худшими скороподъемностью, поворотливостью и продолжительностью полета. Таким образом, комплекс характеристик Варианта 1 вряд ли оправдывал применение этой машины лишь на малых и средних высотах. Оснащенный форсированным двигателем Вариант 2 имел лучшие летные характеристики, почти полностью отвечающие требованиям спецификации OR.228, и его превосходство над Вариантом 1 и истребителем Swift было более заметным по мере увеличения высоты благодаря более высокому относительному удлинению крыла и меньшей удельной нагрузке на крыло.

Максимальная высота, на которой Вариант 1 мог вести маневренный воздушный бой, была ограничена величиной 44000 футов (13411 м), в то время как Вариант 2 с большим общим весом был способен выполнять боевое маневрирование на высоте около 50000 футов (15240 м). Максимальные скорость обоих вариантов были перерассчитаны и составили М = 0,95…0,97 с применением форсажа и М = 0,94…0,95 без применения форсажа, что примерно на 40 миль в час (64 км/ч) было больше максимальной скорости истребителя Swift. Время набора высоты 45000 футов (13716 м) обоих вариантов составлял с использованием форсажа – по 3,8 минуты, без форсажа – 7,2 и 6,8 минуты соответственно; истребитель Swift с вооружением из двух пушек высоту 45000 футов (13716 м) достигал за 6,6 и 12,4 минут с форсажем и без него. С использованием форсажа практические потолки истребителей Вариант 1, Вариант 2 и Swift составляли 51500 футов (15697 м), 56800 футов (17313 м) и 49500 футов (15088 м) соответственно, без форсажа – 46800 футов (14265 м), 50000 футов (15240 м) и 44600 футов (13594 м) соответственно. Вариант 2 имел лучший радиус разворота, и был сделан вывод, что этот самолет представляет наибольший интерес и он должны стать хорошим высотным истребителем.

В Королевском авиационном НИИ (Royal Aircraft Establishment – RAE) отметили, что, по меньшей мере, прототип самолета с высокими летными характеристиками помимо применения в качестве экспериментального должен выступить в качестве страховки на случай появления в будущем у потенциального противника самолетов с высокими характеристиками. Как уже говорилось, заместителю (по эксплуатационным требованиям) начальника штаба Королевских ВВС вице-маршалу (генерал-майору) авиации Джеффри Татлу хотел, чтобы компании Hawker и Supermarine продолжил работы над следующими вариантами истребителей Swift и Hunter как только будет решено, какую форму эти машины должны будут принять. К ноябрю стало ясно, что Джеффри Татл выступает за разработку нового самолета на базе истребителя Swift несмотря на то, что первоначальная идея со стандартным фюзеляжем и перепроектированным крылом была отброшена из-за более крупного двигателя. Предварительные рекомендации предлагали заказ двух прототипов по одному с каждым комплектом консолей крыла, но 22 января 1952 года Вудворд Натт дал добро на постройку только Варианта 2 (Type 545 Stage 2).

Два фюзеляжа должны были быть получены с линий по производству истребителей Swift и соответствующим образом модернизированы: первый получил контейнер с неуправляемыми ракетами (flying shell), а второй в качестве носителей ракет Blue Jay. Под самолеты с двигателем RA.14, форсированным до 2000K, была подготовлена спецификация F.105D.2, которая была выпущена 14 октября 1952 года и не сопровождалась отдельными эксплуатационными требованиями (Operational Requirement – OR). Макет был официально осмотрен 5 августа 1953 года, и серийные самолеты должны были быть приняты на вооружение в 1957 году. В апреле 1953 года даты первых полетов были назначены на конец 1953 года и середину 1954 года, но в июле 1954 года эти даты были скорректированы и перенесены на ноябрь 1954 года и август 1955 года.

Когда программа Hawker P.1083 была закрыта, Министерство снабжения стало уделять больше внимания 545-му и утвердило ракеты Blue Jay в качестве основного вооружения разрабатываемого истребителя. Первый прототип (военный номер XA181) должен был нести пушечное вооружение, а второй (военный номер XA186) – ракетное. Расчетная максимальная скорость XA181 составляла М = 1,3 и вскоре предприняты шаги для улучшения этой и других летных характеристик. К июлю 1954 года штаб Королевских ВВС захотел пересмотреть свои с последующими радикальными изменениями в конструкции фюзеляжа. Имевшему за плечами несколько различных версий истребителя Swift и теперь уже ряд изменений конструкции проекта Type 545 Джорджу Эдвардсу из концерна Vickers (головное подразделение компании Supermarinе) было предложено написать 24 мая жалобу на извечную проблему относительно того, когда нужно остановиться на разработке и стандартизации конструкции и начать производство. Так, например, с апреля 1952 года по апрель 1953 года конструктивные изменения привели к росту сметы расходов на 38%.

Изменения конструкции проекта Type 545 были впервые обсуждены 22 января 1954 года в ходе Конференции консультативной группы по разработке, когда обсуждалась возможность создания всепогодного варианта, оснащенного бортовой РЛС перехвата. 12 июля в принадлежавшем Министерству снабжения здании суда Святого Егидия (St Giles Court) было разъяснено, что для нового двигателя потребуется больший фюзеляж, чем это предусмотрено для двух прототипов и что с двигателем RA.19R максимальная скорость на уровне моря, которую можно было бы получить, составит чуть более М = 1,0. С новым двигателем RB.106 максимальная скорость М = 1,3 могла быть достигнута на высоте 40000 футов (12192 м), а улучшенным более тонким крылом, модифицированными воздухозаборниками и с получившим сужающееся-расширяющееся сопло двигателем RB.106 летные характеристики могли приблизиться к скорости М = 2,0. Джо Смит думал, что самолет с двигателем RA.19 или RB.106 может быть готов в 1958-59 годах, а двухмаховая машина – в конце 1960 года. В свою очередь представители компании Rolls-Royce сообщили, что прототип двигателя RB.106 может быть представлен в конце 1956 года.

Начальник управления НИОКР в области боевых самолетов (Director of Military Aircraft Research and Development – DMARD) Дж. Сайлен Робертс (G Silyn Roberts) считал, что обеспечение всепогодности обеспечит самолету настолько серьезное превосходство, что штабу Королевских ВВС следует стремиться к существенному улучшению характеристик. Поэтому было рекомендовано принять двигатель RB.106 и заменить им планируемого к производству двигатели RA.23/19, и в целях ускорения разработки запустить программу производства опытной партии. Это решение позволило бы в 1958-59 годах принять на вооружение одноместный одномоторный высотный всепогодный истребитель-перехватчик, способный развивать на высоте 51000 футов (15455 м) скорость М = 1,3, с возможностью через два года разработки получить машину, летающую на высоте 60000 футов (18288 м) на скоростях М = 1,7…2,0. Версия с двигателем RB.106 должна была иметь переднюю часть фюзеляжа как у перехватчика F-86D Sabre: лобовой воздухозаборник с расположенным над ним обтекателем РЛС диаметром 18 дюймов (46 см). Джо Смит считал, что два прототипа, которые в настоящее время заказаны, могут быть использованы для аэродинамических испытаний с установкой на второй машине массогабаритных макетов ракет Blue Jay. Также в компании Vickers-Supermarine хотели рассмотреть вопрос применения правила площадей.

В течение недели эксперты RAE выразило серьезные сомнения по поводу этой программы, в частности в получении двигателя RB.106 и в том, что в течение двух с половиной лет будет действительно создан новый планер. Вопрос достижения скорости М = 2,0 был еще более неясным, поскольку в последних требованиях штаба Королевских ВВС для самолетов с такой скоростью указывалась необходимость экипажа из двух человек (впоследствии это было отражено в эксплуатационных требованиях/спецификации OR.329/F.155T). В RAE полагали, что переход от скорости М = 1,2 к скорости М = 2,0 может оказаться более сложным, чем простая установка более тонкого крыла к уже разработанному фюзеляжу; воздухозаборникам также потребуется внесение изменений и по соображениям правила площадей должен быть предложен фюзеляж другой формы. По мнению экспертов RAE истребитель с максимальной скоростью М = 2,0 следует рассматривать в качестве отдельного самолета, а первая машина с двигателем RB.106, которая с их точки зрения должна была достичь скорости М = 1,23, должна была испытываться отдельно от других проектов высотных самолетов с этим диапазоном скоростей.

Скорость самолета должна была быть примерно такой же, как у перехватчика Javelin с тонким крылом (Thin Wing Javelin), но самолет компании Gloster должен был иметь лучшую маневренность на большой высоте. Спецификация F.23/49 (ответом на которую стал English Electric P.1) требовала самолет с максимальной скоростью М = 1,5 с последующим развитием скоростных характеристик до М = 2,2. В RAE начали терять интерес к Type 545 как не соответствующему требованиям штаба Королевских ВВС, так как для 1957 года его высотные характеристики были совершенно недостаточными, а для последующих лет его характеристики не представляли из себя ничего выдающегося. Таким образом положение Type 545 в этой программе должно было быть тщательно пересмотрено.

Тем временем работа над прототипами продолжалась. Всесторонние исследования в аэродинамической трубе RAE обнаружили высокую неустойчивость при умеренных коэффициентах подъемной силы и доминирующем срыве потока на законцовках. Аэродинамические гребни и ликвидация излома передней кромки не помогли, но снижение горизонтального оперения оказало гораздо более сильное влияние на устойчивость. При перемещении стабилизатора ниже плоскости хорд крыла неустойчивость носовой части почти отсутствовала во всем диапазоне значений числа Маха. Стабилизатор мог быть установлен выше уровня крыла и в принципе мог показать хорошие результаты, но, как будет указано в главе 6, эксперты RAE были изначально против низкорасположенного стабилизатора. Также намечались работы по изготовлению из некоторого количества титана ряда деталей второго прототипа; таким образом Type 545 XA186 мог стать первым самолетом компании Hawker, в котором использовался бы этот новый материал.

Предположительно из-за высказанных RAE сомнений начальник управления НИОКР (авиация; Principal Director of Research and Development [Air] – PDSR[A]) высказался, что второй прототип Type 545 не нужен и что он ставит под угрозу возможность увеличить количество прототипов Bristol 188 (спецификация ER.134) с двух до четырех. Джо Смит не желал отправлять эти машины на слом на столь поздней стадии их постройки, поскольку это оказало бы негативное влияние на моральное состояние работников расположенного в Херсли-Парке (Hursley Park) завода компании Supermarine, которой недавно был лишен заказов на производство истребителей Swift. Тем не менее, 8 октября руководство компании Supermarine было проинформировано, что второй прототип XA186 больше не требуется. Однако в RAE были счастливы получить первый прототип XA181, который был способен дать полезный опыт в верхнем трансзвуковом диапазоне и который заполнял естественную последовательность в семействах истреибтелей Hunter, Swift и F.23 (P.1), и поэтому работы над прототипом Type 545 должны были продолжаться.

Однако 16 августа 1955 года, когда XA181 был почти собран, но все еще не готов к полетам, Р.А. Шоу (R. A. Shaw) рекомендовал отменить программу Supermarine Type 545, поскольку этот самолет конкурировал с истребителем Scimitar (создан по спецификации N.113), а в RAE уже не видели особого интереса к его крылу. 23-го числа компании Supermarine было приказано прекратить работы. И Смит, и Эдвардс настаивали на продолжении работ, заявив, что летные испытания могут начаться через четыре месяца, но конец был близок. С другой стороны, Type 545 серьезно задерживал работы по истребителю Scimitar и поздней версии Swift F Mk.7, и поэтому 3 октября было объявлено, что 22 декабря контракт будет расторгнут.

Type 545, который иногда называли «Swift с серповидным крылом» (Crescent Wing Swift), был окончательно отменен; в значительной степени это было сделано из-за экономии средств, поскольку научная информация была бы поставлена слишком поздно и имела бы слишком мало значения. По приблизительным оценкам для завершения XA181 и готовности его к летным испытаниям требовалось 500 человеко-недель, что составляет около года работы. Предполагалось, что планер будет передан в аренду расположенному в Крэнфилде (Cranfield) авиационному колледжу для исследований в области строительной механики (что и было сделано), в то время как планер для проведения испытаний, консоли крыла и хвостовое оперение были отправлены в RAE для проведения различных экспериментов, включая испытания на воздействие кинетического нагрева (последнее, в первую очередь, предназначалось для истребителя-перехватчика Type 559, разрабатывавшегося компанией Hawker в ответ на требования спецификации F.155T). В заключение рассказа о Type 545 следует сказать, что в то время серповидное крыло было популярно в Великобритании и устанавливалось на экспериментальный самолет Handley Page HP.88 и тяжелый бомбардировщик Handley Page Victor.

схема проекта истребителя Supermarine Type 545 (из коллекции Эрика Моргана)

два снимка модели проекта истребителя Supermarine Type 545

прототип Type 545 XA181 (из коллекции Эрика Моргана)

прототип опытного истребителя Supermarine Type 545 (XA181) в Кранфилде

прототип опытного истребителя Supermarine Type 545 (XA181) в Кранфилде

прототип опытного истребителя Supermarine Type 545 (XA181) в Кранфилде

схема усовершенствованного варианта истребителя Supermarine Type 545

ЛЕТНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

источник: Anthony Leonard Butller «British Secret Projects — Jet Fighters since 1950», стр.50-52

перевод впервые опубликован — https://vk.com/@710541705-british-secret-projects-jet-fighters-since-1950-05-04