Бой с тенью. Альтернативный экспериментальный самолет вертикального взлёта и посадки CZ-2B
Бой с тенью. Альтернативный экспериментальный самолет вертикального взлёта и посадки CZ-2B
Небольшая, но интересная винтажная статья из февральского выпуска 1953 года журнала «Air Force», которая, думаю, заинтересует коллег.
Вертикальный взлет: ответ России на глобальный бомбардировщик
Перехватчик с треугольным крылом, способный выполнять вертикальный взлет, может стать новым самолетом в арсенале России. Два британских исследователя анализируют возможности.
Статья Чарльза У. Кейна (Charles W. Cain) и Джеймса Хэя Стивенса (James Hay Stevens). Иллюстрации Чарльза де-М. Барнса (Charles deM. Barnes)
Предисловие редакции журнала «Air Force»: Данная статья впервые появилась в декабрьском выпуске 1952 года журнала «The Royal Air Force Review» – официального журнала Королевских ВВС – и была перепечатана нашим журналом с их любезного разрешения. Однако высказанные в статье мнения являются личными взглядами авторов, и не должны рассматриваться как принадлежащие Министерству авиации Великобритании.
Мы считаем, что русские не только не только экспериментировали с прототипами, оснащенными треугольным крылом, но и решили проблему «нулевого взлета» как средства вывода реактивного перехватчика на боевую высоту в кратчайшие сроки.
С тех пор как в 1945 году на Японию была сброшена атомная бомба, советское военно-политическое руководство знало об уязвимости России от атак бомбардировщиков с большой дальностью полета. В том же году истребитель MIG-15 (МиГ-15) был разработан в качестве ответа на угрозу со стороны глобальных бомбардировщиков B-29, B-50 и B-36. При разработке базовой конструкции истребителя MIG-15 основными требованиями были высокая скорость набора высоты и мощное противобомбардировочное вооружение. В недавних сообщениях из Восточной Германии говорится, что находящиеся на боевом дежурстве MIG-15 оснащены сбрасываемыми стартовыми ракетными ускорителями, предназначенными для уменьшения длины разбега и увеличения начальной скороподъемности.
Но русские знали, что они должны сделать что-то, что должно быть еще лучше. Как, предположили они, можно сократить время перехвата, скажем, до двух минут, учитывая, что радары будут точно определять бомбардировщики, приближающиеся на высотах 50000 футов (15240 м) или даже выше? Короткий путь к достижению истребителем высоты 50000 футов (15240 м) может быть осуществлен несколькими способами с разной степенью успеха:
(1) использовать «самолеты-матки» для круглосуточного патрулирования, т.е. многомоторные самолеты, несущие истребители;
(2) использовать стационарные и подвижные пусковые установки;
(3) использовать ракетные двигатели (как в случае с Messerschmitt 163 [1944 год]);
(4) использовать самолет, который может взлетать вертикально.
Как минимум для одного из своих экспериментов русские выбрали последний вариант.
В принципе, вертикальный или «нулевой» взлет не является новинкой. Немцы опробовали этот взлет в 1945 году на перехватчике Bachem Natter, используя для этого вертикальную рампу высотой 80 футов (24,4 м) и предварительно установленный автопилот для начальной фазы полета. BA-349A должен был иметь начальную скорость набора высоты 35800 футов в минуту (10912 м/мин; 182 м/с). Он был оснащен ракетным двигателем Heinkel Jenbach HWK-509A и четырьмя ракетными ускорителями, работавшими в течение шести секунд и развивавшими статическую тягу по 1100 фунтов (500 кгс) каждый. Однако первый прототип развалился на высоте 400 футов (122 м) с гибелью пилота, и поражение Германии помешало дальнейшим испытаниям.
Объединение достоинств вертикального взлета с уже доказанной ценностью летательного аппарата с треугольным крылом представлялось логичным развитием событий, и русские сделали именно это. Но как насчет доказательств…?
Крошечный микрофильм стал первым свидетельством существования русского самолета с треугольным крылом. Затем очевидец подтвердил подробности испытательных полетов экспериментальных моделей. Наконец, стали доступны определенные данные для проверки точности чертежей общего вида, на основании которых были подготовлены сопровождающие статью иллюстрации.
Первоначальные работы по проектированию этого самолета, позже получившего обозначение CZ-2B, были выполнены Польским техническим институтом еще в 1947 году. В течение многих поляки лет были разработчиками уникальных самолетов, и согласно ряда сообщений профессор Заранкевич (professor Kazimierz Zarankiewicz) отвечал за общую аэродинамическую компоновку и проектирование планера CZ-2B. Общее руководство силовой установкой было возложено на русского профессора И. В. Степанчева (professor, Dr. J. V. Stepanchev), в то время непосредственное руководство работами осуществлял польский профессор инженер Януш М. Войцеховский (professor Janusz M. Wojciechowski).
По конструкции и внешнему виду CZ-2B напоминает такой самолет как Avro 707B за исключением установки дополнительных килей, которые вместе со своими «торпедами» берут на себя функции обычного шасси, выступая в роли «стоек» и корпусов для стартовых ускорителей. Здесь необходимо подчеркнуть, что CZ-2B является экспериментальной машиной и, вероятно, имеет такое же отношение к перспективному истребителю ВВС Красной Армии, как экспериментальный самолет Avro 707 к тяжелому бомбардировщику Avro 698 Vulcan. CZ-2B является экспериментальным летательным аппаратом для проверки применимости новой теории.
На приведенном здесь чертеже общего вида [в журнале «Air Force» не приведен – byakin] указаны следующие размеры: размах крыла 42 фута (12,8 м), длина 54,2 фута (16,5 м), высота 21,7 фута (6,6 м) и площадь крыла 450 квадратных футов (41,8 м²). Приведенные расчетные массы кажутся чрезвычайно оптимистичными. CZ-2B имеет почти такие же размеры, как у истребителя Gloster GA5 Javelin, но масса пустого самолета составляет менее двух тонн; с полной нагрузкой масса CZ-2B составляет едва ли три тонны – меньше половины массы истребителя Gloster Meteor.
Топливо размещается в объемистом фюзеляже круглого поперечного сечения – треугольное крыло слишком тонким, чтобы в нем можно было что-то разместить. Крупные воздухозаборники реактивных двигателей имели полукруглую форму и располагались над и под фюзеляжем.
Характерные крупные кили в поперечном сечении толще консолей крыла, поскольку они образуют «шасси», когда самолет находится в состоянии покоя. В полете эти кили обеспечат CZ-2B необычайно хорошую продольную устойчивость, но мешали пилотажной маневренности самолета. На законцовках оперения установлены три рулевых ракетных двигателя для полета в вертикальной плоскости, обтекатели также выполняют роль «амортизаторов» при посадке.
Стоя, задрав нос кверху на своем странном шасси, CZ-2B готов к немедленному полету. Точно так же, как V-2 был шагом вперед по сравнению с V-1, потому что не требовал пусковой установки, CZ-2B также является более совершенным по сравнению с Bachem Natter. Пилот, расположенный в своем катапультируемом кресле, фактически лежит на спине с поднятыми вверх ногами. Основные реактивные двигатели запускаются с помощью рычага управления, что дает тягу, почти равную массе самолета. Запускаются три рулевых ракетных двигателя, и самолет как V-2 начинает медленно подниматься. На этом этапе пилот управляет самолетом посредством изменения тяги трех рулевых ракетных двигателей, поскольку поступательная скорость слишком мала для управления с помощью обычных рулевых поверхностей. Это достигается за счет дифференциального регулирования тяги трех рулевых ракетных двигателей ракетных с помощью ручки управления.
Как только высота набрана – а набор высоты очень быстрый, потому что вся тяга направлена на преодоление гравитации и никакая тяга не «тратится впустую» на противодействие сопротивлению воздуха при поступательном движении вперед – рулевые ракетные двигатели выключаются, и используется мощность обычных реактивных двигателей.
Затем самолет наклоняется вперед и переводится в горизонтальное положение и летит как любой другой тип. Отклоняющиеся поверхности, управление которыми осуществляется из кабины пилота, состоят из расположенных на крыле элевонов и небольшого руля направления на верхнем киле.
CZ-2B в полете
Выполнение посадки стало возможно благодаря превосходной низкроскоростной природе треугольного крыла. Эта конструкция позволяет летательному аппарату приближаться к земле на малой скорости, а затем перед сваливанием набирать высоту с большим углом атаки. В этот момент три рулевых ракетных двигателя вновь включаются, и машина опускается на хвост. Как и при взлете ручка управления используется для удержания самолета в вертикальном положении при помощи ракетных двигателей. Кроме того, из носового обтекателя фюзеляжа выпускается небольшой ленточный парашют. Отчасти это делается для уменьшения вертикальной скорости снижения, но в основном для дополнительной устойчивости.
перехватчик с треугольным крылом медленно приближается к земле. Пилот задирает нос самолета, включает три рулевых ракетных двигателя и выпускает ленточный парашют
Нет никаких сомнений в том, что описанная выше концепция вертикального взлета является технически реализуемой и обеспечивает практическое решение проблемы перехвата глобальных бомбардировщиков. С нашей точки зрения алгоритм выполнения посадки вызывает ряд вопросов. Данная схема может удовлетворительно функционировать в неподвижном воздухе, но трудно понять, как пилот сможет сохранить управляемость при сильном ветре с большим сносом. Однако стоит отметить, что среди нескольких методов посадки высокоскоростных летательных аппаратов метод, аналогичный используемому самолетом CZ-2B методу, был предложен главным конструктором компании Short Дэвидом Кейтом-Лукасом (David Keith-Lucas), когда он несколько недель назад представил доклад перед Британской ассоциацией ученых.
Следует также помнить, что, помимо решения проблемы перехвата высотных целей такие самолеты как CZ-2B обладают еще одним очень большим преимуществом перед всеми другими типами машин: им не нужна взлетно-посадочная полоса. CZ-2B одинаково хорошо чувствует себя в карьере или в лесу, на палубе корабля или в подземном укрытии. Его эксплуатационные возможности безграничны.
источник: Charles W. Cain and James Hay Stevens, Illustrations by Charles deM. Barnes «Russia’s answer to the global bomber» «Air Force» 1953-02, pages 40, 41, 43, 44
