HA, HAH, HAHR! Истребитель F-104 Starfighter в качестве немецкого аналога высотного самолета-разведчика SR-71 Blackrird

HA, HAH, HAHR! Истребитель F-104 Starfighter в качестве немецкого аналога высотного самолета-разведчика SR-71 Blackrird

Содержание:

Предисловие редакции: То, что звучит как мерзкий смех кота Карлоса, является названиями трех проектов, которые в середине 1960-х годов были разработаны компанией EWR-Süd. Эти проекты были творческими работами по дальнейшему развитию истребителя F-104 G Starfighter в качестве высотного самолета-разведчика. О данных проектах рассказывает Вольфганг Мюльбауэр.

«В настоящее время самолетами, состоящими на вооружении ВВС Германии, невозможно ни идентифицировать, ни уничтожить стратегически важные объекты, которые расположены в глубине территории противника и которые хорошо охраняются. Имеющиеся у противника средства противовоздушной обороны перекрывают практически весь диапазон рабочих высот. Только предельно малые и предельно большие высоты дают возможность достичь заданной цели без противодействия со стороны противника. (…) Только высотный самолет (…) сможет выполнить эту стратегически важную задачу».

С этих слов начинается первое краткое исследование консорциума Entwicklungsring-Süd (EWR-Süd), старт которому был дан в 1964 году. В этом исследовании были высказаны первые идеи относительно немецкого высотного самолета-разведчика по типу SR-71 Blackbird и разработаны первоначальные концепции. Еще два небольших исследования по данной теме были продолжены до лета 1966 года. Данные исследования были проведены с официальной поддержкой в рамках технической поддержки разработки F-104 G Starfighter.

F-104, созданный в качестве чистого перехватчика, никогда не предназначался для продолжительных полетов на больших высотах, не говоря уже о пригодности для выполнения таких полетов. Так, например, установленный на самолете двигатель J-79 прекращал свою работу на высотах более 24 километров. Таким образом, исследования в первую очередь были сосредоточены на исследовании дополнительных силовых установок, которые должны были позволить самолету выполнять по полубаллистической траектории полет к цели и обратно.

F-104 G HA

Под этим обозначением в 1964 году был спроектирован первый высотный разведчик на базе истребителя Starfighter. Данный проект получил два дополнительных прямоточных воздушно-реактивных двигателя и крыло значительно увеличенной площади, составлявшее уже 31,6 м². Это должно было позволить самолету летать как с меньшими скоростями, так и на больших высотах. Два прямоточные воздушно-реактивные двигатели являлись доработанными двигателями Sirius компании NORD-Aviation. Эти двигатели использовались совместно с J-79 для разгона на больших дозвуковых скоростях и для скоростного полета на больших высотах. Чтобы снизить температурные ограничения турбореактивного двигателя J-79 при полете на больших числах Маха возникла идея впрыскивать охлаждающую воду в поступающий в двигатель воздух. Данное техническое решение должно было позволить значительно увеличить диапазон режимов полета и обеспечить плавное взаимодействие с реактивным двигателем. В дальнейшем это решение использовалось в последующих проектах.

площадь крыла проекта самолета-разведчика F-104 G HA должна была увеличена и составить 31,6 м²

Наибольшая высота полета, достигаемая в полете по полубаллистической траектории (расстояние от 60 до 70 километров), оценивалась в 35 километров. Верхней точки полубаллистической орбиты самолет должен был достигать за 90 секунд. Летные качесвта проекта F-104 G HA не были тщательно исследованы, но само самолет был отнесен к категории управляемых. Сельезным недостаком была величина расхода топлива, которы был сочтен завышенным.

с двумя дополнительными прямоточными воздушно-реактивными двигателями самолет-разведчик F-104 G HA должен был достичь высоты 35 километров

F-104 G HAR

На фоне предыдущего проекта еще ва 1965 году был разработан еще один проект, в котором мощные, тяжелые и потребляющие много топлива ПВРД были заменены на два небольших ракетных двигателя. В этом проекте, получившем обозначение F-104 G HAR, силовая установка должна была быть смешанной и состоять из одного турбореактивного и двух ракетных двигателей. Каждый из ракетных двигателей должен обеспечивать тягу в 2000 кгс; предполагаемое время работы ЖРД должно составлять не менее 100 секунд. Для крепления ракетных двигателей было предложено снять воздушные тормоза и на освободившемся пространстве фюзеляжа прочно установить поворотные устройства и устройства крепления двигателей. Воздушные тормоза должны были быть встроены в обтекатели двух ракетных двигателей. Существующая гидравлика аэродинамических тормозом могла использоваться как для управления движениями ракетных двигателей во время их работы, так и непосредственно для уборки и выпуска тормозов. Расчетные характеристики F-104 G HAR должны были быть почти такими же, как у F-104 G HA. Хотя затраты на изготовление самолета-разведчика F-104 G HAR были оценены как значительно меньшие по сравнению с «предварительной моделью», дополнительная масса двух относительно тяжелых ЖРД сводил на нет это преимущество. Исследование летных качеств не проводилось.

проект самолета-разведчика F-104 G HAR должен был получить в задней части фюзеляжа два дополнительных ракетных двигателя

F-104 G HAHR

Наконец, в 1966 году было проведено окончательное и в то же время самое подробное из кратких исследований по теме высотных самолетов-разведчиков. В данной машине, получившей обозначение F-104 G HAHR, был исследована возможность использования в качестве вспомогательной части силовой установки жидкостного ракетного двигателя компании Bölkow, которая являлась членом консорциума EWR-Süd. Этот двигатель не только обеспечивал большую тягу, чем два ЖРД проекта F-104 G HAR, но и был легче.

Однако самым большим преимуществом данного двигателя было то, что в качестве топлива он также использовал керосин. В качестве окислителя был использован жидкий кислород, баки с которым должны были быть установлены внутри самолета или на его внешних поверхностях. Первоначально планировалось удалить внутренний отсек вооружения и использовать его для установки бака с жидким кислородом общей массой около 235 кг. Альтернативным вариантом был аэродинамически чистый контейнер, размещенный под фюзеляжем между носовой и основными стойками шасси. В передней части контейнера должно было находиться разведывательное оборудование, а в центральной и задней частях жидкий кислород. Масса контейнера должна была составлять 665 кг.

Ракетный двигатель, развивавший на уровне моря тягу 5 тонн, должен был размещаться под фюзеляжем и иметь возможность изменения вектора тяги. Вектор тяги всегда должен был проходить через тяжести, что позволило бы пилоту избежать постоянных изменений балансировки, связанных с выработкой жидкого кислород во время работы ракетного двигателя. Общее время работы ЖРД ограничивалось 68 секундами, поскольку запас топлива был ограничен – от подвесных топливных баков было решено отказаться по причине слишком большой взлетной массы. Ракетный двигатель планировалось включать на высоте 12000 метров, чтобы в полете по полубаллистической траектории можно было достичь высот до 32 километров. На высотах более двадцати километров самолет-разведчик должен бы пролететь около 40 километров. Хотя в рамках программы F-104 G HAHR была исследована возможность размещения комплекта разведывательного оборудования, включавшего в свой состав стабилизированную высотную фотокамеру (что было едва ли реализуемо). Однако разработчики понимали, что летные качества самолета на части траектории не были бы удовлетворительными. Они понимали, что на этапах полета с неработающим двигателями может быть потеряна управляемость, и потому самолет нуждается в реактивной системе управления по типу установленной на самолете по подготовке астронавтов НАСА NF-104 A.

схема проекта высотного самолета-разведчика F-104 G HAHR

В заключение следует сказать, что в исследовании пришли к выводу, что переоборудование F-104 G в высотный самолет-разведчик F-104 G HAHR можно было сделать относительно легко. Внутри планера самолета необходимо было разместить дополнительные элементы жесткости и элементы проводки, и поэтому объем и затраты на модернизацию планера могут быть сохранены в допустимых пределах. В отличие от проектов F-104 G HA и F-104 G HAH, проект F-104 G HAHR сохранял весовую дисциплину, так что этот очень интересный самолет с большой степенью вероятности мог быть реализован. Но этого как известно не произошло, и исследования вскоре канули в лету.

Автор благодарит корпоративный архив компании EADS OTN за щердое предоставление всех материалов и документации.

Источники

1. 1. 1. Entwicklungsring Süd GmbH: Technische Notizen 79-64, München 1964
      2. Entwicklungsring Süd GmbH: Technische Notizen 171-65, München 1965
      3. Entwicklungsring Süd GmbH: Technische Notizen 97-66, München 1966

источник: Wolfgang Mühlbauer «F-104 Starfighter als deutsche Blackbird» «Flugzeug classic» 2005-01, Seiten 36-37