Долгая дорога. Разработка всепогодных истребителей для авиации Королевского флота в 1945-57 годах Часть 2

Во время конференции, посвященной разработке проектно-технической документации для последующего участия в конкурсе и состоявшейся 4 марта 1947 года а Темз-Хаусе (Thames House; Министерство снабжения), стало очевидно, что для перехвата на догоне (по кривой погони) нет необходимости в маневренности и что требования спецификации не могут быть полностью удовлетворены в течение ближайших четырех-пяти лет и, вероятно, будет связано с использованием крыла с отсосом пограничного слоя – основным предметом научно-исследовательских работ тех лет.

Было рекомендовано рассмотреть эти требования Адмиралтейством и главным представителем Королевского флота (Chief Naval Representative – CNR) в Министерстве снабжения, и в июне пересмотренная спецификация была направлена трем авиастроительным компаниям, которые уже представляли свои проекты, а также компаниям de Havilland и Fairey. Компания Fairey была включена в конкурс по данной спецификации в качестве компенсации за отказ от ее проекта турбовинтового палубного ударного самолета, разрабатывавшегося по спецификации N.16/45 и являвшегося конкурентом Westland Wyvern.

Максимальный взлетный вес был уменьшен до 28000 фунтов (12701 кг), но поскольку новая система торможения была рассчитана на самолеты с максимальным весом 30000 фунтов (13608 кг), то данное требование не было жестким. Вооружение было заменено на 20-мм пушки Hispano. Результатом измененных требований стали новые проекты, представленные компаниями Fairey, de Havilland и Westland. Компания Blackburn не представила новых предложений и ограничилась приблизительной масштабной моделью, намереваясь сначала изучить проблемы и лишь затем перейти к полноценному проектированию. Однако поскольку ее первоначальная брошюра соответствовала новым требованиям, но была допущена к рассмотрению. В состав вооружения каждого из проектов были включены восемь реактивных снарядов. Ни один из этих четырех рассмотренных проектов не получил дальнейшего развития.

Проект палубного всепогодного истребителя-перехватчика Blackburn B.67

Хотя предложенный проект был оснащен двумя двигателями AJ.65, тяга которых была понижена, Королевский авиационный научно-исследовательский институт (Royal Aircraft Establishment – RAE) увеличил показатели B.67 до полной тяги двигателей, которая составляет 6500 фунтов (28,9 кН). Скороподъемномть на уровне моря должна была быть не менее 8600 футов в минуту (2621 м/мин), критические число Маха должно было быть не менее 0,8.

Проект палубного всепогодного истребителя-перехватчика De Havilland DH.110 (первый с таким названием)

В марте предыдущего года компанией de Havilland была представлена адаптация ночного истребителя к требованиям спецификации F.44/46. Первым доказательством того, что DH.110 существовал является протестированная в аэродинамической трубе Фарнборо модифицированная модель DH.108, которая была оснащена двумя килями и рулями направления и стабилизатором с обратной стреловидностью. Первоначально в качестве силовой установки были выбраны два двигателя Metropolitan Vickers F.9, но во время конференции предпочтительным вариантом были названы двигатели Rolls-Royce AJ.65 Avon. Опыт эксплуатации DH.100 Vampir и DH.108 привел к выводу, что необходимое для достижения скорости М = 0,87 крыло со стреловидностью 40° – требования спецификации на ночной истребитель F.44/46, – является вполне достаточным для спецификации N.40/46, которая удовлетворялась значением М = 0,82. Предполагалось, что небольшой размах, который на 5 футов (1,5 м) меньше размаха Mosquito, в сочетании с элеронами, оснащенными бустерной системой, и низкой удельной нагрузкой на крыло (41,5 фунт на кв. фут [202,6 кг/м²] при нормальной взлетной массе) дадут Королевскому флоту чрезвычайно маневренный самолет.

Двухбалочная компоновка была выбрана по следующим причинам:

1. на относительно небольшом самолете с двумя мощными двигателями в целях улучшения управляемости машины с одним работающим двигателем моторы было необходимо установить как можно ближе к точке приложения коэффициента подъемной силы самолета;
2. от компоновочной схемы «самолет-бесхвостка» было решено отказаться из-за трудностей в достижении небольших посадочных скоростей и возможных недостатков на больших числах Маха;
3. компоновка с использованием обычного фюзеляжа с частично утопленными в нем двигателями была рассмотрена, и от нее было решено отказаться вследствие чрезвычайно высокой сложности конструкции и очень плохого доступа к двигателям;
4. двухбалочная компоновка устраняла вышеприведенные недостатки и обеспечивала самолету достаточно простую конструкцию. Замена двигателей также становилась простой, так как они не были окружены конструкциями, выдерживающими повышенные нагрузки.

В компании de Havilland считали, что двухбалочная компоновка продемонстрировала свою эффективность на истребителе Vampire и не привела к каким-либо ограничениям по весу и сопротивлению. Благодаря опыту эксплуатации DH.100 и знаниям о стреловидном крыле, полученным при испытаниях экспериментального самолета DH.108, в компании считали возможным построить самолет без длительного периода научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, а адаптация ночного истребителя позволит сэкономить усилия и расходы на разработку.

Два члена экипажа сидели в кабине бок о бокс небольшим смещением друг относительно друга. Вооружение самолета состояло из четырех 20-мм пушек Hispano, размещенных под полом кабины. Ночной истребитель должен был быть вооружен четырьмя 30-мм пушками Aden, и в компании de Havilland предложили вооружить палубную машину, создаваемую по спецификации N.40/46, двумя такими пушками. Также предусматривалась подвеска в районе корневых частей консолей крыла двух 1000-фунтовых (454 кг) бомб или восьми реактивных снарядов, а также двух сбрасываемых топливных баков. В носовой части самолета размещался радар AI.9D со сканирующей антенной диаметром 28 дюймов (71 см); сканирующая антенна диаметром 40 дюймов (102 см) требовала машины с гораздо большими размерами фюзеляжа. Размещение ракет воздух-воздух Red Hawk не было предусмотрено, так как в компании de Havilland было мало что известно об этом оружии.

Консоли крыла имели единственную линию сгиба. Единственный лонжерон использовался в конструкции крыла для того, чтобы выдерживать у корневых частей консолей изгибающие нагрузки. Вдоль размаха крыла лонжерон уменьшался от корневых частей к законцовкам и по мере его уменьшения изгибающие нагрузки воспринимались толстой обшивкой и стрингерами. В дальнейшем компанией было предложено установить щели по всему размаху передней кромки с последующей разработкой системы отсоса пограничного слоя.

В качестве механизации крыла были использованы закрылки Фаулера, создававшие значительную подъемную силу, и элероны, имевшие короткий размах и большую длину хорды и оснащенные бустерами. Управляемый стабилизатор имел крепления в хвостовых балках, которые по своей конструкции очень напоминали балки истребителя DH.100; возможность использования цельноповоротного стабилизатора была исследована в высокоскоростной аэродинамической лаборатории.

Кили были выполнены с хвостовыми балками как единое целое, а сам самолет имел цельнометаллическую конструкцию. Скороподъемность на уровне моря составляла 8500 футов в минуту (2590 м/мин), критическое число Маха – 0,94, общий внутренний запас топлива 1050 галлонов (4773 л), кроме того самолет мог нести два подвесных бака емкостью 300 галлонов (1364 л).

Проект палубного всепогодного истребителя-перехватчика Fairey N.40/46

На момент написания книги чертеж проекта Fairey N.40/46 не был доступен, однако известно, что стреловидность крыла составляла 25° и что на уровне моря скороподъемность должна была быть не менее 8600 футов в минуту (2621 м/мин), критическое число Маха – не менее 0,835, общий внутренний запас топлива – не менее 1140 галлонов (5183 л).

Проект палубного всепогодного истребителя-перехватчика Westland N.40/46

Компания Westland в ответ на требования измененной спецификации представила три чертежа проекта Westland N.40/46: PJD.142, PJD.143 и PJD.144. Основное предложение – Westland N.40/46 (PJD.144) – было похоже на своего предшественника Westland N.40/46 (PJD.129) с двигателями, установленными один над другим, и килями у законцовок крыла, но при этом крыло имело большую длину хорды и уменьшенную с 45° до 38° стреловидность. Также была увеличена площадь килей.

Представленные на других чертежах проекты были схожи и использовали то же крыло, но двигатели у них были размещены бок о бок. Проект Westland N.40/46 (PJD.142) имел центральный киль без горизонтального оперения, а Westland N.40/46 (PJD.143) – Т-образное хвостовое оперение.

Как и в предыдущем случае компания Westland использовала два двигателя с тягой по 4860 фунтов (21,6кН), но чтобы удержать характеристики на требуемом уровне в RAE пересчитали проект с использованием двигателей AI.65 Avon.

схема проекта всепогодного палубного истребителя-перехватчика PJD.144, разработанного в соответствии с требованиями спецификации N.40/46 (ноябрь 1947 года). Данный проект являлся основным предложением компании Westland (GKN Westland)

Скороподъемность на уровне моря должна была составлять 8800 футов в минуту (2682 м/мин), критическое число Маха – 0,85, общий внутренний запас топлива 950 галлонов (4319 л). В компании Westland тщательно изучили закрылки со сдувом пограничного слоя, проделав для компании Supermarine значительный объем начальных работ по исследованию управления пограничным слоем.

Поскольку ни один из проектов не был официально заказан, 15 декабря 1947 года под председательством начальника управления технических разработок в области авиации (Principal Director of Technical Development [Air] – PDTD[A]; должность в Министерстве снабжения) Стюарта Скотта Хола (Stuart Scott Hall) была проведена конференция, посвященная разработке технического проекта.

На конференции было отмечено, что компания Hawker, несмотря на целый ряд просьб, так и не проявила интереса к данной программе и что шести лет будет вполне реалистичной датой принятия истребителя-перехватчика на вооружение из-за времени, необходимого для разработки бортовой радиолокационной системы перехвата.

От проекта компании Westland было решено отказаться по следующим причинам:

• • низкие летно-технические характеристики;
• • большая вероятность высокой скорости захода на посадку;
• • выбор компоновки «самолет-бесхвостка», которая в те годы еще не была до конца изучена и подвергалась резкой критике.

Вследствие того, что машина должна была действовать в качестве ночного истребителя, низкая скорость захода на посадку была более важной характеристикой, нежели общий вес. В RAE отметили, что хотя один из вариантов проекта – Westland N.40/46 (PJD.143) – и имел хвостовое оперение, оно не было достаточно проработано. По мнению представителей RAE если бы был обеспечен правильный относительный статический момент площади хвостового оперения, то исчезнут все преимущества компоновки «самолет-бесхвостка» в весе и сопротивлении.

схема проекта всепогодного палубного истребителя-перехватчика PJD.143, разработанного в соответствии с требованиями спецификации N.40/46 (ноябрь 1947 года). Данный проект отличался Т-образным хвостовым оперением и расположенными бок о бок двигателями. Размах крыла 55 футов (16,8 м), длина 46,75 футов (14,2 м) (GKN Westland)

Начальник управления НИОКР в области военной авиации (Directorof Military Aircraft Research and Development [DMARD]; пост в министерстве снабжения) Дж. Э. Серби (J E Serby) объяснил, что на состоявшейся ранее конференции компания Westland была предупреждена о рисках выбора компоновки «самолет-бесхвостка», но как оказалось в компании по-прежнему делают ставку на данное техническое решение, при котором срыв потока на законцовкам может стать довольно серьезной проблемой.

Оставшиеся проекты сравнивались на основе двигателей Avon. Проект DH.110 в том виде, в котором он был представлен, не смог достичь требуемой скорости захода на посадку, и в RAE не были уверены, что данное требование можно было удовлетворить увеличением площади крыла на 10%. Проект Blackburn B.67 показывал худшие летные характеристики, чем DH.110 рпи равном с ним техническом риске. Проект компании Fairey был более традиционным и потому отличался меньшим техническим риском. Несмотря на худшие характеристики он отвечал всем заявленным требованиям.

B.67 уступал во всех отношениях, кроме заявленной максимальной скорости на уровне моря и предложение построить 10000-фунтовую (4536 кг) модель 28000-фунтового (12701 кг) самолета не было оправданным. Результаты испытаний были необходимы еще до начала проектных работ над полноразмерной машиной и как следствие проектные работы могли начаться спустя два-три года. Таким образом, проект B.67 был закрыт.

Выбор между компаниями de Havilland и Fairey основывался на приемлимом риске разработки с учетом различных углом стреловидности в диапазоне углов от 40° до 25°. Больший угол стреловидности обеспечивал проекту DH.110 на больших высотах более высокую скорость (на 46 миль в час [74,1 км/ч]) – на уровне истребителей берегового базирования; максимальная скорость DH.110 должна была быть равна М = 0,93 и при этом двигатели Avon имели некоторый запас тяги.

Максимальная скорость проекта компании Fairey, равная М = 0,86, спустя шесть лет будет немного меньшей, и этот самолет не сможет воспользоваться всеми преимуществами, которые предоставит увеличение мощности двигателей. Однако с другой стороны меньшая стреловидность крыла требовала меньшего внимания к срыву потока на законцовках крыла, устойчивости и управляемости.

По опыту прошлых лет компания реальные данные машин компании de Havilland были очень близки к предраслявшимся ею расчетным данным. С другой стороны проект Fairey мог быть оснащен радаром как с 40-дюймовой (102 см) сканирующей антенной, так и с антенной меньшего диаметра, тогда как для установки на DH.110 крупной антенны требовалось увеличение размеров носовой части (в компании de Havilland заявили, что в случае необходимости они способны разработать вариант с увеличенным фюзеляжем). С точки зрения катапультирования конструкция компании Fairey была более привлекательной.

У компании de Havilland по сравнению с Fairey были более сложные проектные работы, однако ее руководство было готово взять на себя дополнительные обязательства и выполнить их так же быстро, как и их конкуренты из Хиллингтона (Hillingdon). Производственные мощности компании de Havilland как правило были перегружены, но замысел сделать палубный истребитель-перехватчик вариантом машины, разрабатывавшейся по спецификации F.44/46, показал общую экономическую эффективность производственных усилий. На конференции было решено, что по техническим причинам будет более предпочтительным проект компании de Havilland с увеличенной на 10% площадью крыла и что начальник управления НИОКР в области военной авиации Дж. Э. Серби обратится к компании с предложением принять эту модификацию.

ЛЕТНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

источник: TONY BUTTLER «BRITISH SECRET PROJECTS JET FIGHTERS SINCE 1950»