Андрей Харук. Гибрид для дальнего сопровождения

Андрей Харук. Гибрид для дальнего сопровождения

Содержание:

В поисках возможности совместить несовместимое — хорошие скоростные качества и большую дальность полёта — конструкторы фирмы «Конвэр» спроектировали истребитель сопровождения с комбинированной силовой установкой, включавшей турбореактивный и турбовинтовой двигатели. В итоге эта машина так и осталась опытной, но применённые в ней технические решения заслуживают внимания.

На рубеже 1943/1944 годов в США стартовала разработка эскортного истребителя, предназначенного для сопровождения бомбардировщиков В-29 «Суперфортресс» в налётах на Японские острова. Три фирмы, участвовавшие в конкурсе, предложили свои подходы к созданию такой машины. Главной проблемой являлось обеспечение большой дальности полёта при одновременном сохранении скоростных и манёвренных качеств, присущих истребителю. Если конструкторы «Норт Америкэн» попытались выжать всё, что возможно, из поршневых двигателей, а фирма «Белл» сделала ставку на турбореактивные, то специалисты «Конвэр» увидели выход в применении комбинированной силовой установки.

Проектирование ХР-81 осуществлял Чарльз Ирвин, руководитель конструкторского бюро бывшего предприятия «Валти» в Доуни (штат Калифорния). Собственно, ХР-81 стал «лебединой песней» «Валти» и единственным двухмоторным самолётом, спроектированным этим конструкторским бюро перед закрытием. Дело в том, что в марте 1943 года состоялось слияние фирм «Валти Эйркрафт» и «Консолидейтед Эйркрафт», породившее «Консолидейтед Валти Эйркрафт», более известную как «Конвэр». В новом концерне ведущим разработчиком и производителем самолётов стало прежнее предприятие «Консолидейтед», а КБ «Валти» ликвидировали.

Особенности конструкции

Проект под фирменным обозначением «модель 102» являлся одноместным свободнонесущим низкопланом, отличавшимся чистыми аэродинамическими формами. Самолёт получился немаленьким: его размеры примерно соответствовали истребителю Р-38, а по массе он даже превосходил «Лайтнинг», приближаясь к Р-61 «Блэк Уидоу» — самому тяжёлому американскому истребителю времён Второй мировой.

Фюзеляж ХР-81 имел полумонококовую конструкцию. Кабина пилота была герметичной, её закрывал двухсекционный каплевидный фонарь с неподвижным козырьком (его плоская часть изготавливалась из бронестекла) и сдвижной верхней частью. В кабине установили катапультное кресло — «побочный продукт» программы разработки истребителя «Валти» ХР-54.

Крыло — однолонжеронное прямое, трапециевидное в плане, с ламинарным профилем, устанавливалось с заметным положительным V. Механизация состояла из щелевых закрылков и элеронов, занимавших весь размах задней кромки. Хвостовое оперение — классическое, свободнонесущее, трапециевидной формы, с аэродинамическим гребнем перед килем на фюзеляже. Шасси трёхстоечное с носовой опорой, привод уборки — электрический. Носовая стойка убиралась в фюзеляж под пилотской кабиной назад по направлению полёта, основные — в крыло.

​

Компоновочная схема ХР-81. flickr.com

Главной «изюминкой» «модели 102» стала силовая установка, состоявшая из двух новейших двигателей разработки концерна «Дженерал Электрик» (их доводка велась параллельно с испытаниями ХР-81). В носовой части самолёта установили турбовинтовой двигатель (ТВД) TG-100 (военное обозначение XT31). Через редуктор он приводил во вращение четырёхлопастный винт-автомат фирмы «Аэропродактс» диаметром 3,66 м. В хвосте самолёта установили турбореактивный двигатель I-40 (XJ33). Воздух к турбовинтовому двигателю поступал через узкую кольцевую щель между коком винта и капотом двигателя, а турбореактивный двигатель (ТРД) имел два небольших воздухозаборника сверху фюзеляжа, над крылом. Топливная система была единой, поскольку оба двигателя работали на авиационном керосине, и состояла из трёх баков общей ёмкостью 752 галлона (2847 л), расположенных в фюзеляже за кабиной пилота. Ещё два 1355-л топливных бака можно было подвесить под крылом, доведя общий запас топлива на борту самолёта до 5557 л.

Стрелковое вооружение ХР-81 монтировалось стандартно для американских истребителей Второй мировой войны — в крыле, что позволяло вынести пулемёты за пределы зоны ометания воздушного винта и избежать необходимости применения синхронизаторов. Стандартным был и состав вооружения: шесть 12,7-мм пулемётов М2. Правда, конструкторы предусмотрели возможность замены всех или части пулемётов 20-мм пушками Т31. Под крылом вместо топливных баков можно было подвесить две 1600-фунтовые (726-кг) авиабомбы. Характерно, что конструкторы не предусмотрели возможности подвески 127-мм неуправляемых ракет, ставших к концу войны практически стандартным оружием американских поршневых истребителей. Вероятно, ХР-81 всё-таки пришлось бы адаптировать под ракеты, если бы машину приняли на вооружение.

Испытания и доводка

В начале 1944 года эскизный проект истребителя «модель 102» был одобрен военными, и 18 января ВВС заказали два прототипа ХР-81 (серийные номера 44-91000 и 44-91001). Изготовление первой машины заняло ровно год: её выкатили из заводского цеха в январе 1945 года. Конфигурация истребителя не соответствовала проекту. Дело в том, что турбовинтовой двигатель ХТ31 к тому времени ещё не был готов, его первый запуск на наземном стенде (в полной конфигурации) состоялся лишь в мае 1945 года. В качестве временного решения на самолёт установили поршневой мотор «Паккард» V-1650-7 мощностью 1510 л.с. Он был тяжелее ТВД и развивал меньшую мощность, к тому же, пришлось переделывать топливную систему: для «Паккарда» керосин не годился. В итоге ХР-81 обзавёлся подкрыльевыми бензобаками довольно необычной коробчатой формы. ТРД XJ33-GE-5, установленный на прототипе, также был довольно «сырым», так как принадлежал к предсерийной партии (лётные испытания XJ33 велись на прототипе истребителя «Локхид» ХР-80А с июня 1944 года).

​

Носовая часть первого прототипа ХР-81 в исходной конфигурации — с поршневым двигателем. flickr.com

Полуразобранный «Силвер Буллет» («Серебряная пуля» — так прозвали ХР-81 работники завода в Доуни) перевезли в испытательный центр ВВС на авиабазе Мюрок-Филд. Здесь машину привели в лётное состояние, и 7 февраля 1945 года она впервые поднялась в воздух, пилотируемая лётчиком-испытателем фирмы «Конвэр» Фрэнком Дэвисом.

Несмотря на то, что в конфигурации с поршневым двигателем ХР-81 весил на добрых полтонны больше, чем предусматривалось проектом, а «Паккард» выдавал на треть меньшую мощность, чем та, которую рассчитывали снять с ХТ31, лётные характеристики самолёта оказались вполне приличными. Первый прототип развил максимальную скорость 743 км/ч на высоте 9144 м, а потолок составил 10 820 м. Управляемость и манёвренность также были хорошими, правда, отмечалась некоторая продольная неустойчивость (для её устранения пришлось увеличить высоту киля примерно на 40 см). Вооружение на прототипе пока отсутствовало, но можно было рассчитывать, что с установкой штатного турбовинтового двигателя самолёт будет полностью соответствовать тактико-техническим требованиям.

Проекции истребителя ХР-81. prototypes.free.fr

В сентябре 1945 года первый прототип ХР-81 перегнали на заводской аэродром в Доуни, где на него, наконец, установили ТРД XT31-GE-1. Подкрыльевые бензобаки сняли, в них отпала необходимость. Затем самолёт автомобильным транспортом доставили в Мюрок, и 21 декабря 1945 года он поднялся в воздух. ХР-81 стал первым американским самолётом, летавшим с турбовинтовым двигателем.

​

Первый прототип ХР-81 после установки турбовинтового двигателя. flickr.com

Машина показала максимальную скорость 792 км/ч, существенно больше, чем с временным поршневым мотором, но меньше расчётных 816 км/ч. Дело в том, что из XT31-GE-1 вместо расчетных 2300 л.с. удалось выжать лишь 1650 л.с. Частично это удалось компенсировать большей, чем рассчитывали, тягой ТРД XJ33-GE-5: 16,69 кН вместо 16,02 кН. К тому же, эксплуатация XT31-GE-1 сопровождалась и другими проблемами: вибрацией винта и утечками масла. На фотографиях того времени заметны потёки масла, покрывавшие верх крыла ближе к фюзеляжу.

​

Общий вид ХР-81. flickr.com

На втором прототипе ХР-81, дата облёта которого неизвестна, изначально установили турбовинтовой двигатель. Кроме того, в конструкцию внесли некоторые изменения для устранения недостатков, вскрывшихся при испытаниях первой машины. Для улучшения путевой устойчивости применили киль увеличенной высоты с закруглённой законцовкой, а также небольшой дополнительный подфюзеляжный аэродинамический гребень. Для устранения вибрации установили новый винт фирмы «Гамильтон Стандарт». Кроме того, по рекомендации специалистов NACA переделали воздухозаборники турбореактивного двигателя.

​Второй прототип ХР-81. flickr.com

Успешные испытания первого прототипа, пусть и во временной конфигурации, вызвали приступ оптимизма у командования ВВС. Вскоре после облёта ХР-81 была заказана дюжина предсерийных самолётов YP-81, получивших номера от 46-508 до 46-519. На этих машинах предполагалось установить серийные турбореактивные двигатели J33-A-19 фирмы «Аллисон» (она выкупила права на двигатель XJ33 у концерна «Дженерал Электрик»), а также более мощные турбовинтовые двигатели «Дженерал Электрик» TG-110 (XT41). Кроме того, следовало внести ряд других изменений, например, для улучшения центровки сдвинуть крыло на 25 см назад. Однако в металле предсерийную партию так и не воплотили: сказалось изменение стратегической обстановки на Тихоокеанском театре военных действий. В августе 1945 года, когда результат войны ни у кого не вызывал сомнений, а турбовинтовой двигатель для ХР-81 всё ещё не был готов, заказ на YP-81 отменили.

​

Первый прототип ХР-81 в полёте. flickr.com

Два прототипа ХР-81 продолжали испытания, окончательно программу закрыли лишь 9 мая 1947 года, обошлась она в 4,6 млн долларов. Общий объём налёта двух машин составил всего 90 часов (в том числе 42 часа в 69 полётах с турбовинтовым двигателем). Впоследствии с самолётов (их обозначение в 1948 году сменили с ХР-81 на ZXF-81) сняли всё оборудование, пригодное для дальнейшего использования, а выпотрошенные планёры установили на полигоне близ авиабазы Мюрок. В отличие от многих других самолётов, ZXF-81 повезло: кто-то решил, что уникальные машины достойны лучшей участи, чем быть расстрелянными на полигоне. Оба экземпляра забрали в Музей лётных испытаний, созданный на авиабазе Эдвардс (так в 1949 году переименовали Мюрок). Сейчас ZXF-81 находятся в запасниках Национального музея ВВС США на авиабазе Райт-Паттерсон (штат Огайо). Предполагается, что в будущем один из них будет восстановлен и займёт своё место в экспозиции.

Попытка ВВС США обзавестись истребителем с комбинированной силовой установкой потерпела фиаско. Теоретически ХР-81 вполне можно было «довести до ума», но надобность в таком самолёте отпала. Проблему обеспечения большой дальности полёта истребителей военно-воздушные силы США успешно решили путём внедрения систем дозаправки топливом в воздухе. Стоит упомянуть и флотский опыт: ВМС США приняли на вооружение (хоть и в небольшом количестве) палубный истребитель с комбинированной силовой установкой «Райян» FR-1 «Файрболл». Впрочем, эта машина отличалась меньшей степенью технического риска: «Файрболл» изначально проектировался под установку проверенного поршневого двигателя и нового ТРД, а на ХР-81 оба двигателя были новыми.

Тактико-технические характеристики истребителя ХР-81

Литература

1. Darling K. American X & Y Planes. Vol. 1. – Crowood Press, 2009
2. Jenkins D., Landis T. Experimental & Prototype U.S. Air Force Jet Fighters. – Specialty Press, 2008
3. Wieliczko L.A. Convair XP-81 i Bell XP-83 – pierwsze odrzutowe myśliwce eskortowe USAAF // Lotnictwo. – 2011. – №11
4. Харук А. Истребитель сопровождения «Конвэр» ХР-81 // Арсенал-коллекция. – 2014. – №1

источник: https://warspot.ru/12805-gibrid-dlya-dalnego-soprovozhdeniya