Достойный Флэша Гордона: L-133 – первый реактивный самолет компании Lockheed

Содержание:

Предисловие редакции: О Кларенсе «Келли» Джонсоне мы знаем благодаря достижениям компании Lockheed: истребители P-38, P-80, F-104 и самолеты-разведчики U-2, SR-71… Однако гениальный ум Келли Джонсона породил другие сокровища инженерной мысли, среди которых был Lockheed L-133…

В конце 1930-х концепция реактивного самолета уже была в повестке дня во многих конструкторских бюро. Вопреки общепринятому мнению, не только в Германии инженеры заставляли напрягать свои извилины. В Великобритании апостола реактивной авиации зовут Фрэнк Уиттл, во Франции его зовут Рене Ледюк, а в Соединенных Штатах им был Натан (Нейт) Прайс.

В течение многих лет этот блестящий инженер успешно работал в области промышленных турбин и турбокомпрессоров. Натан Прайс устроился на работу в компанию Lockheed, где разработал и представил революционный реактивный двигатель Lockheed L-1000, который по своим расчетным характеристикам был гораздо мощнее любого разрабатываемого в тот момент реактивного двигателя. Тяга двигателя L-1000 оценивалась не менее 2500 кгс! Этот двигатель уже обладал особенностями, которые станут прерогативой современных двигателей, такими как высокая степень сжатия, встроенная вспомогательная силовая установка, система управления пограничным слоем, кольцевая камера сгорания и форсажная камера.

Главный инженер компании Lockheed Холл Хиббард сразу же подумал, что ни одна моторостроительная компания не захочет участвовать в таком смелом и технически очень рискованном проекте. Холл Хиббард запатентовал изобретение Натана Прайса и решил продолжить программу силами компании Lockheed. Тем временем в танец вступил еще один персонаж – начальник конструкторского бюро компании Кларенс «Келли» Джонсон. Позднее он рассказывал:

«по собственной инициативе мы выполнили предварительное исследование самолета, который мог приближаться к скорости М = 1. Он должен был быть оснащен реактивным двигателем Нейта Прайса. Затем мы обратились в Авиационный корпус [армии США – USAAC] с просьбой разрешить компании Lockheed построить прототип. Ответ был отрицательным. Вместо этого нам посоветовали сосредоточить наши усилия на решении проблем, которые у нас были с P-38, и на работе над другими текущими проектами. В ретроспективе это решение было ошибкой.»

Поставка первых серийных истребителей L-133 могла быть возможной в 1946 году, и если командование Авиационного корпуса не проявило интереса, то еще и потому, что оно не верило, что боевые действия продлятся до 1946 года.

Достойно Флэша Гордона!

История L-133 также показывает, насколько невежественными были конструкторские бюро в том, что касалось реактивных двигателей, и как быстро они учились и приспосабливались к использованию этих моторов.

Проект, предложенный «Келли» Джонсоном, носил не очень поэтическое название Design (модель) L-133. Он представлял собой оснащенный двумя реактивными двигателями одноместный высотный перехватчик простой конструкции, позволявшей выпускать его в больших количествах.

авиаконструктор «Келли» Джонсон

L-133 предназначался для выполнения тех задач, которые «Келли» Джонсон сформулировал самостоятельно, а именно:

• • • скорость, превышающая скорость всех существующих га тот момент бомбардировщиков и составляющая составляет 965 км/ч;
    • практический потолок не менее 12200 метров;
    • огромная по тем временам огневая мощь в виде четырех 20-мм орудий;
    • дальность полета, достаточная для длительного патрулирования на большой высоте, т.е. три часа при мощности, составляющей 50% от максимальной.

Эти условия накладывали на конструкцию самолета ряд ограничений. Маневренность была принесена в жертву высоким летным характеристикам. Бронирование и средства защиты были сокращены, чтобы сделать L-133 как можно более легким и компактным. Компания Lockheed оставляла за собой право увеличить массу машины, если этого пожелает командование USAAC, но в этом случае летные характеристики будут снижены. Вспомогательные баки, двигатели и отсеки вооружения не были защищены.

Все сзади

«Келли» Джонсон и его команда изучала несколько компоновочных схем. Первая (Design A) представляла собой адаптацию планера классической компоновочной схемы к реактивным двигателям L-1000. Главным преимуществом данного варианта являлось размещение пилота в застекленной кабине в носовой части, но это также создавало большие проблемы. Поскольку двигатели располагались в корневых частях крыла, то регулирование положения центра тяжести было очень сложным. Горизонтальное оперение должно было быть расположено высоко на киле как можно дальше от истекающих из сопла раскаленных газов, что с конструктивной точки зрения не совсем экономично. И, наконец, такая компоновка затрудняет, если не делает невозможным, компактное размещение вооружения в носовой части фюзеляжа.

Вторая компоновка (Design B) являлась усовершенствованием предыдущей. В данной компоновке двигатели расположены в задней части фюзеляжа с боковыми воздухозаборниками, расположенными у кабины пилота. Преимуществом данной компоновки являлась узкая передняя часть для улучшения обзора вниз и вперед. С другой стороны, размещение вооружения было неудовлетворительным и по словам самого Джонсона

«не было найдено никакого решения, чтобы сделать его компактным и аэродинамически чистым.»

Столкнувшись с этими трудностями, была выбрана третья, более радикальная конфигурация. Для команды разработчиков из Бербанка эта компоновка

«имела максимальные преимущества при оптимальной простоте.»

Таким образом, окончательный вариант L-133 представлял собой свободнонесущий среднеплан аэродинамической схемы «утка» с расположенным перед крылом крупным передним горизонтальным оперением (ПГО). Поперечное сечение фюзеляжа представляло собой приплюснутый овал, большая ось которого была горизонтальной. Фонарь кабины пилота образовывал переднюю кромку гаргрота, который плавно переходил в киль вертикального оперения. Все части самолета были соединены между собой плавными линиями, напоминающими формы, которые позднее получил самолет-разведчик SR-71.

Мощность реактивных двигателей требовала установки их вблизи хвостового оперения или у законцовок крыла, чтобы освободить планер от воздействия горячих газов и чтобы сопло не должно было быть чрезмерно длинным или широким. Из-за малых габаритных размеров самолета решение с размещением двигателей на законцовках крыла было исключено.

рисунок экспериментального реактивного самолета» Lockheed L-133, датированный 2 февраля 1942 года. История истребителя Curtiss XP-55 аэродинамический схемы «утка» хорошо показывает, что данная конфигурация способна на самые неприятные сюрпризы

Два двигателя L-1000 были установлены далеко за кабиной пилота внутри фюзеляжа в местах его соединения с консолями крыла. Лобовой воздухозаборник (т.н. воздухозаборник Пито), и мы можем только удивляться его небольшим размерам… Воздуховоды, имевшие D-образное поперечное сечение, протянулись вдоль бортов фюзеляжа, обтекая кабину пилота, отсек вооружения, топливные баки и ниши шасси. Подача топлива должна была осуществляться из трех топливных баков: бака емкостью 1080 литров перед нишами основных стоек шасси, бака емкостью 1256 литров позади ниш основных стоек шасси и бака емкостью 522 литров в гаргроте за кабиной пилота.

Данная конфигурация помещала центр тяжести самолета в таком месте, что аэродинамическая схема «утка» становилась обязательной уже сама по себе. Форма и расположение ПГО зависят только от желаемых летных характеристик, возможной аэродинамической интерференции и окончательного положения центра тяжести.

Стойки трехопорного шасси должно было убираться вперед в фюзеляже и по своей кинематике также напоминало механизм уборки стоек шасси … истребителя F-104 Starfighter. Однако шасси L-133 осело одну оригинальную особенность: с целью улучшения взлетных характеристик колеса основных стоек шасси приводились в действие гидромуфтами, работавшими от реактивных двигателей.

Четыре 20-мм пушки (с боезапасом по 90 снарядов на орудие) были размещены непосредственно в воздухозаборнике. Сегодня все инженеры-авиастроители на планете знают о катастрофических последствиях, которые пороховые газы могут оказать на работу реактивных двигателей.

схема проекта реактивного истребителя Lockheed L-133. Воздухозаборник, фонарь и сопла поражают своими небольшими размерами. Размещение вооружения было нереальным, но опыт создания истребителя P-80 показывает, что в компании Lockheed быстро учились

«Келли» Джонсон и его команда были хорошо осведомлены о механических и термических нагрузках, которым должна была подвергнуться конструкция L-133, и поэтому истребитель должен был изготавливаться из нержавеющей стали с размещенными на фюзеляже и крыле большими поверхностями для рассеивания тепла.

Тем временем командование ВВС армии США (US Army Air Forces – USAAF) указало компании Bell использовать двигатель Фрэнка Уиттла для истребителя, получившего обозначение Model 27 (XP-59 Airacomet).

Свой первый полет Airacomet совершил 1 октября 1942 года и всех разочаровал, поскольку его летные характеристики были на уровне поршневых истребителей P-38 Lightning и P-51 Mustang.

Как вспоминал «Келли» Джонсон:

«И вновь мы предложили создать в очень короткие сроки планер и реактивный двигатель. На этот раз научно-исследовательский центр военно-воздушных сил был более восприимчив к нашему предложению. Через неделю после ответа с авиабазы Райт-Филд я вернулся в Дейтон, чтобы представить наш проект.

Мы дадим вам контракт на самолет, Келли, а также на двигатель Нейта, сказал мне генерал Фрэнк Кэррол, командир авиабазы Райт Филд. Но вы должны использовать британский двигатель, потому что этот самолет нам нужен как можно скорее, – как и все реактивные истребители, которые мы сможем построить, – чтобы противостоять Me 262. А ваш новый двигатель никогда не будет готов вовремя.

Поскольку я пообещал построить реактивный самолет за 180 дней, я спросил: «Когда мы получим этот контракт? Когда должен начаться обратный отсчет?»

– Вы получите письмо о намерениях сегодня днем в 13:30, – ответил мне генерал Ф. Кэррол. В 14:00 самолет вылетает в Бербанк, и с этого момента начинается обратный отсчет.»

Остальную часть истории все знают: 132 дня спустя прототип истребителя XP-80 Shooting Star покинул сборочный цех Skunk Works.

Конец мечты…

Что случилось с двигателем Прайса?

В 1943 году армейские ВВС предоставили компании Lockheed кредит для продолжения разработки двигателя, получившего обозначение XJ-37. Однако в октябре 1945 года компания Lockheed передала проект компании Menasco Manufacturing Corp, Лос-Анджелес, которая по лицензии изготовила данные двигатели. Затем прототипы двигатели были испытаны на стенде, после чего программа создания двигателя была передана компании Curtiss-Wright. В 1952 году программа создания двигателя была закрыта.

ЛЕТНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Тип: Lockheed L-133 (данные февраль 1942 года)

Назначение: истребитель

Статус: проект

Экипаж: 1 человек

Силовая установка: два ТРД L-1000 с тягой по 2500 кгс каждый

Размеры:

размах крыла 14,25 м
длина 14,75 м

Летные характеристики:

максимальная скорость 965 км/ч
практический потолок не менее 12200 м

Вооружение: четыре 20-мм пушки с боезапасом по 90 снарядов на ствол

источник: Alain Pelletier «Dicne de Flash Gordon : Le premier «jet» de Lockheed» «Le Fana de L’Aviation» 1992 01 (266), pages 30-32

перевод впервые опубликован — https://vk.com/@710541705-dostoinyi-flesha-gordona-l-133