Длинноносый удар молнии. Опытный истребитель Republic (Chrysler) XP-47H. США

Длинноносый удар молнии. Опытный истребитель Republic (Chrysler) XP-47H. США

Содержание:

Предисловие редакции: В 1939 году компанией Chrysler был создан очень длинный 16-цилиндровый рядный двигатель, который в 1941 году был заказан командованием ВВС армии США. Данная программа продолжалась до конца 1945 года и затем была внезапно прекращена. К этому времени двигатель Chrysler испытывался на истребителе семейства Thunderbolt (удар молнии).

Двигатель Chrysler XIV-2220

С самого начала Второй Мировой войны руководство компании Chrysler решило приступить к созданию авиационных двигателей и, в частности, применить к ним методы массового производства, характерные для автомобильной промышленности, поскольку по его мнению после окончания войны возрождающаяся коммерческая авиация должна была стать большим «пожирателем» поршневых двигателей. Работы компании Chrysler в этой области привели к созданию удивительного 16-цилиндрового рядного двигателя, развивавшего мощность 1500 л.с. и получившего обозначение XIV-2220.

Chrysler XIV-2220 был 16-цилиндровым инвертированным V (отсюда в обозначении литеры IV, показывающие инверсию V-образного двигателя) двигателем с рабочим объемом 36,38 литра или 2220 кубических дюймов (диаметр цилиндра 147 мм, ход поршня 134 мм). Данный двигатель имел ряд особенностей, которые были у похожих двигателей Lycoming XH-2470 и Continental XIV-1430. Также как и последние, XIV-2220 имел независимые двухклапанные цилиндры, приводимые в действие верхним распределительным валом, и полусферические камеры сгорания с центральными свечами зажигания.

Главным козырем двигателя XIV-2220 была очень малая площадь поперечного сечения. С другой стороны, благодаря компоновке с отдельными цилиндрами длина двигателя (3,175 м) была впечатляющей. Для сравнения: длина двигателя Rolls-Royce Griffon, имевшего схожий рабочий объем, не превышал 1,8 метра.

двигатель Chrysler XIV-2220 выглядел слишком маленьким для планера истребителя P-47. Как вспоминал один из инженеров компании Chrysler, «казалось, что чего-то не хватает». Совковый воздухозаборник, расположенный под задней частью двигателя, является воздухозаборником маслорадиатора и карбюратора. Выхлопные патрубки заглушены (трубопровод доставлял отработавшие газы в расположенную в фюзеляже турбину компрессора)

При частоте 3400 об/мин двигатель компании Chrysler развивал мощность 2500 л.с.; удельная мощность двигателя XIV-2220 составляла 0,4 кг/л.с.. Вместе с тем в целях облегчения разработки модификаций большей мощности размеры ряда деталей (головки блока цилиндров, коленчатый вал и т.д.) были увеличены. Однако двигатель компании Chrysler отличался от других авиамоторов значительной оригинальностью: коленчатый вал состоял из двух частей, соединенных по центру шестернями редуктора (передаточное число 2,457), что значительно уменьшало вибрацию, вызывавшуюся такими длинными коленчатыми валами. Фактически, этот двигатель представлял собой два соединенных «нос к носу» восьмицилиндровых двигателя.

Элементы крепления также были необычными и состояли двух больших кованых алюминиевых цапф, размещенных с каждой стороны в центре двигателя (между четвертым и пятым цилиндрами каждого ряда цилиндров) очень близко к центру тяжести авиамотора. Данные оси были соединены с противопожарной перегородкой рамой больших размеров. Вторая рама, представлявшая собой соединение трех труб, крепила заднюю часть двигателя к противопожарной перегородке.

Молодая акула

Еще в начале 1942 года начальник технического отдела командования материально-технического обеспечения ВВС армии США считал необходимым установить двигатель компании Chrysler на специально сконструированный для этой цели самолет, чтобы оценить его летные характеристики. В качестве кандидатов на установку двигателя XIV-2220 техническим отделом были выбраны истребители Republic P-47B Thunderbolt и Curtiss P-60, и компаниям Republic Aviation, Gassner Aircraft, Fleetwing Inc. и United Air Lines было предложено без отрыва от основной деятельности. Принятие решения затянулось, и только в августе 1943 года компания Chrysler получила разрешение на установку своего двигателя на P-47. В то время данный самолет считался наиболее подходящим для использования в качестве испытательного стенда. В сентябре следующего года в компании Republic заявили о своем намерении самостоятельно приступить к модификации самолета. Руководству двух компаний необходимо было достигнуть договоренности о том, чтобы компания Chrysler выдала компании Republic субподряд на проведение данных работ. По условиям соглашения было решено, что в компании Chrysler будут вестись работы под руководством сотрудника компании Republic Пола Певни (Paul Pevney). В результате первоначальный контракт ВВС армии США с компанией Chrysler на проектирование и разработку двигателя XIV-2220 (контракт №W535-AC-18195) пришлось изменить. Поскольку командование ВВС армии США не желало выделять дополнительные средства, компания Chrysler получила разрешение выделить на проект часть бюджета, первоначально запланированного на разработку осевого компрессора, то есть 900688 долларов из запланированных 1365000 долларов. Данная поправка к контракту была подписана 7 октября 1944 года.

Тем временем в сентябре генерал Вольф (Wolfe) просил модифицировать два дополнительных самолета Р-47, но 23 октября это количество дополнительных самолетов сократилось на одну машину. Также был добавлен полный комплект запчастей для возможной модификации третьего самолета. Расходы, связанные с этим вторым самолетом, были предметом дополнительного контракта на сумму 401361,60 долларов, который был заключен 2 ноября 1944 года и который должен был быть выполнен к 9 августа 1945 года.

Первоначально в компании Chrysler планировали провести работы по модификации в цехе компании Ford, расположенном к северу от ее детройтского испытательного полигона, но когда руководство проектом перешло компании Republic модификация самолетов была перенесена в Эвансвилл, штат Индиана, где был расположен центр по переоборудованию. Первым самолетом, предназначенным для переоборудования в оснащенный двигателем Chrysler XIV-2220 вариант XP-47H, был истребитель P-47D-15-RA (регистрационный номер 42-23297). Учитывая конфигурацию двигателя XIV-2220, переделки, которым должен был подвергнуться планер самолета, были значительными. Передняя часть фюзеляжа, расположенная перед противопожарной перегородкой, была полностью переделана. Машина получила новые масляную и топливную системы, новыми впускными и выпускными коллекторами, новой моторной рамой и, наконец, новый капот, который придавал XP-47H характерный силуэт акулы. Нижняя часть фюзеляжа также подверглась изменениям, в частности там, где проходили различные воздуховоды, выхлопные трубы и контуры системы охлаждения. В задней части фюзеляжа был установлен турбонагнетатель General Electric CH-5, в то время как охлаждающие заслонки теплообменника и сам теплообменник были изменены.

обычный истребитель P-47D из состава ВВС Франции; 1945 год

К этим работам была добавлена адаптация нового воздушного винта, поскольку в двигателе компании Chrysler не было предусмотрено устройство для подачи масла в регулятор постоянства числа оборотов пропеллера. Как следствие силовая установка должна была получить винт с электрическим приводом изменения шага. Предполагалось винт Curtiss C-542S с электрическим приводом и диаметром 3,96 метров, но инженеры компании Chrysler рекомендовали установить винт C-542S-B либо с лопастями 836-14C2-18 для увеличения максимальной скорости, либо с лопастями 838-1C2-18 для повышения эффективности взлета и набора высоты. Но быстро выяснилось, что пропеллер первого типа был зарезервирован для сверхвысокоскоростных истребителей, а второй тип все еще находился на этапе экспериментов и мог быть доступен лишь спустя несколько месяцев. В конце концов пришлось довольствоваться уже заказанными компанией Chrysler винтом C-542S-A с лопастями 836-2C2-18.

на данном снимке в виде сбоку показан первый прототип XP-47H (серийный номер 42-23297). Овальный воздухозаборник компрессора оказался неэффективным (Fairchild-Republic)

на данном снимке второго прототипа XP-47H (серийный номер 42-23298) показан совковый воздухозаборник компрессора, который создавал дополнительное лобовое сопротивление

Летные испытания

11 ноября 1944 года была проведена первая инспекция. Комиссию, состоявшую из персонала авиабазы Райт-филд (майор К. Ф. Олдридж [Major C.F. Aldridge], капитан А. Э. Пегата [Captain A.E. Petaga], капитан Дж.-Р. Берри [Captain J.-R. Berry], штаб-сержанты М. М Хант [S/Sgt M.M. Hunt] и Уильям А. Роббинс [S/Sgt William À. Robbins]) и компании Chrysler Engineering и в первую очередь интересовавшуюся макетом установки двигателя. Инспектирующая комиссия не выявила каких-либо серьезных проблем, и программа была продолжена.

Вибрационные испытания начались в Эвансвилле 6 июля 1945 года и продолжались до 13 числа этого месяца. После изучения результатов выяснилось, что если самолет удовлетворял спецификациям, то эти спецификации были неадекватными! Собственные частоты вибрации двигателя были слишком высокими из-за метода его крепления. Следствием этого стало изменение передних креплений двигателя с целью избежать любого резонанса двигателя с конструкцией планера, которые могли привести к драматическим результатам.

Заключительная инспекция, известная как «Инспекция 689», состоялась 25 июля 1945 года за день до первого полета. В инспекционную комиссию, которая на этот раз имела состав меньшего размера, входили эксперты с авиабазы Райт-филд (майор Т. П. Листер [Major T.P. Listor] из отделения истребителей, майор Дж. Дж. П. Каллахан [Major J.G.P. Callahan] и капитан Дж.-Ф. Рэндак [Capt J.-F. Randack] из лаборатории оборудования, лейтенант Дж. Зульцбахер [Lt. J. Sulzbacher] из лаборатории силовых установок, Р. К. Мэгг [R.C. Magge] из лаборатории воздушных винтов и Дж.-Л. Карелл [J.-L. Carrell] из лаборатории планеров) и капитан Х. Дж. МакТиг (Captain H.J. McTighe), представлявший компанию Republic Aviation. Проверка прошла без замечаний, и самолет был готов к полету.

зафиксированный первый прототип XP-47H (серийный номер 42-23297) с работающим двигателем. Вооружение самолета удалено и освободившееся пространство в консолях крыла занято баллонами с углекислым газом (Fairchild-Republic)

XP-47H оторвался от взлетно-посадочной полосы в Эвансвилле 26 июля 1945 года под управлением пилота, имя которого не сохранилось в истории. Во время первых полетов на большой высоте двигатель страдал от резких и крупных изменений давления на входе. Инженеры компании Chrysler предположили, что причиной этого была за неправильная регулировка турбокомпрессора. В ходе специальных испытаний, проведенных в период с 28 сентября по 25 октября, было установлено, что эти удары сочетались с явлением пульсации в турбокомпрессоре.

Кроме того, во время первых полетов инженеры обнаружили плохую циркуляцию масла во время подъема на большую высоту. В целях выяснения причин возникновения данной проблемы был установлен индикатор уровня масла.

XP-47H совершил 18 часов испытательных полетов и 7 ноября 1945 года был передан на баланс ВВС армии США. К сожалению, в том же месяце, во время 27-го полета, сломался слишком сильно нагруженный вал воздушного винта. Тем не менее, пилот, летевший на высоте 5500 метров, смог посадить самолет. Не имея возможности точно установить причину, инженеры логически пришли к выводу, что этот инцидент произошел из-за внезапного увеличения оборотов.

Поскольку прототип был выведен из строя, то было решено установить еще один двигатель для «летной проверки» на втором самолете (серийный номер 42-23298), чтобы продолжить программу испытаний на авиабазе Райт-филд. Но когда работы по изменению самолета были завершены, было уже поздно.

Ни XP-47H, ни его двигатель уже больше никого не интересовали. Вместо того, чтобы отправиться на авиабазу Райт-филд второй XP-47H был доставлен на авиабазу Фриман-филд (Freeman Field), штат Индиана, где был поставлен на хранение в ожидании утилизации. От амбициозной программы XIV-2220 отказались, и инженеры Chrysler вернулись к разработке привычных для них автомобильных двигателей.

второй прототип XP-47H, не совершивший ни одного полета и доставленный на авиабазу Фриман-филд, штат Индиана, ждет своей участи: отправки на слом

Следует отметить, что показатели, достигнутые ХР-47H в ходе испытаний, не свидетельствуют о значительном улучшении летных характеристик по сравнению с обычными Р-47D. На высоте 9000 метров при полетной массе 6857 кг XP-47H разгонялся до максимальной скорости 666 км/ч; с запасом топлива 1116 литров на высоте 6000 метров дальность полета на максимальной скорости составляла 560 километров, на крейсерской скорости – 1600 километров.

На сегодняшний день уцелели два экземпляра этого невероятного двигателя. Один из них находится в запасниках Национального музея воздухоплавания и астронавтики (центр консервации, реставрации и хранения Пола Э. Гарбера), а второй был найден техническими специалистами компании Chrysler, которые решили восстановить и сделать частью экспозиции.

По большей части информация в данной статье взята из одного источника: итогового отчета о разработке XP-47H, составленного 1-го июля 1947 года А. К. Диллоном (A.K. Dillon; Технический отчет ВВС армии США №5601; итоговый отчет о разработке, закупке и приемке самолета XP-47H [Army Air Force Technical Report No 5601, Final Report of Development, Procurement and Acceptance of the XP-47H airplane]).

ЛЕТНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Тип: XP-47H

Назначение: истребитель

Компания-производитель: Republic Aviation Corporation, Фарменгдейл, Лонг-Айленд, штат Нью-Йорк

Статус: прототип

Экипаж: 1 человек

Силовая установка: один V-образный инвертированный шестнадцатицилиндровый двигатель жидкостного охлаждения Chrysler X1-2220-11, развивавший мощность 2500 л.с. и приводивший в движение четырехлопастный винт Curtiss Electric C-542S-A с лопастями 836-2C2-18

Размеры:

размах крыла 12,43 м
длина 11,69 м
высота 4,16 м
площадь крыла 27,87 м²

Масса:

пустого 5183 кг
взлетная 6346 кг

Летные характеристики:

максимальная скорость на высоте 9000 метров 666 км/ч
скороподъемность 835 м/мин
дальность полета 1240 км
практический потолок 10970 м
абсолютный потолок 11490 м

Вооружение: нет

Количество изготовленных: 2 экземпляра

источник: Alain PELLETIER «REPUBLIC XP- 47H. Un long nez pour la foudre» «Le Fana de l’Aviation» 1998-12 (349), pages 42-49