История Б-52. Первый конкурс
Часто необычное скрывается в обычном. Смотря на обычный самолёт, сложно представить, что в его прошлом могут таиться поражающие разум и воображение проекты. Так происходит и с В-52 – воздушным линкором, символом США. Этот самолёт сам по себе интересен своими размерами, своими техническими решениями. Но мало кто знает, насколько интересным было начало пути этого небесного гиганта.
Истоки В-52 уходят в далёкий военный 1944 год. 15 августа 1944 года техническое бюро в Wright Field рекомендовало начать проработку проекта реактивного/турбовинтового тяжёлого бомбардировщика. Предполагалось, что в 1946 году будет проведён конкурс на лучший проект, а в промежутке между 1947 и 1949 годом будет построен первый прототип. На разработку самолёта выделили 650,000 долларов, саму постройку самолёта оценили в 16 миллионов долларов. По заданию бомбардировщик предназначался для замены Convair XB-36, работы над которым велись с 1941 года. К 1944 году к командованию ВВС США стало приходить понимание, что XB-36 не сможет выжить в условиях боя с реактивными самолётами, а значит, уже устарел. В апреле 1945 компании Boeing было предложено разработать проект на основе XB-36, но с новыми турбовинтовыми двигателями. Boeing отказался, объяснив свой отказ тем, что уже сама конструкция XB-36 не соответствует современным требованиям (цитата: «so completely out of line with the state of the art»).
23 ноября 1945 года были готовы окончательные требования к новому бомбардировщику. От самолёта требовались высокая скорость и дальность полёта, полёт на большой высоте, взлёт с грунтовых аэродромов. Все требования можно посмотреть в таблице ниже.
В феврале 1946 года технические требования были уточнены, в них внесли обязательное требование установки на самолёт турбореактивных двигателей. Также были уменьшены требования к дальности, так как они были недостижимы на том уровне развития техники при использовании турбовинтовых двигателей.
К середине 1946 года были подготовлены проекты бомбардировщиков от Boeing, Convair и Martin. Все три не полностью отвечали заданным ЛТХ, так ни один проект не обеспечивал взлёт с грунтовых аэродромов, но все были допущены к конкурсу.
Boeing Model 462
27 июня 1946 года Boeing представил своё виденье перспективного тяжёлого бомбардировщика. Согласно описанию, в самолёте были сосредоточенны все достижения инженерного искусства, особенно электроники. Boeing утверждал, что при проектировании самолёта были учтены все недостатки XB-36. Как было написано в брошюре проекта, он являлся «… наиболее технологичным летательным аппаратом из тех, что можно создать на данном уровне развития техники». Сам проект получил название Model 462 .
При создании самолёта первоочередным было достижение заданных в техническом задании параметров скорости и дальности полёта. Под это разрабатывался профиль крыла и размещение гондол двигателей. Из всех представленных проектов 462 был самым большим и мог обеспечить самую большую дальность полёта с наибольшей бомбовой нагрузкой. Предусматривалась возможность установки и подвесных топливных баков, что дополнительно увеличивало дальность полёта.
Общая схема и основные характеристики Model 462.
На картинке написано:
Площадь крыла – 302 кв.м.
Удлинение крыла — 15
Вес брутто – 159 тонн
Вес пустого – 76 тонн
Максимальная боевая нагрузка – 23 тонны
Двигатели – шесть Т-35
Мощность двигателей – 5000 лошадей
Нагрузка на крыло при весе в 159 тонн – 0,5 тонн/кв.м.
Силовая нагрузка – 33 килограмма/л.с.
К августу 1946 года проект был окончательно доработан и представлен на конкурс.
Доработанный Model 462. Заметны многочисленные заимствования из проекта ХВ-36.
Boeing Model 462 – высокоплан оснащённый шестью турбовинтовыми двигателями Wright T-35, мощностью 5000 л.с. каждый, с диаметром винта 6 метров. Особое внимание при разработке было уделено приданию чистоте аэродинамической схеме самолёта, что делало его легко контролируемым и стабильным в полёте, чем и славились проекты Boeing. Экипаж состоял и 10 человек, размещённых в одном гермоотсеке в передней части самолёта. Из этого отсека осуществлялось управление полётом и контроль за всеми боевыми функциями самолёта (сброс бомб, наведение оборонительного вооружения). Бомбовый отсек был расположен под крылом, в центре тяжести самолёта. Самоуплотняющиеся топливные баки расположены перед, над и за бомбовым отсеком. Для доступа в бомбовый отсек на высоте был предусмотрен воздушный шлюз в туннеле от бомбового отсека до гермоотсека.
Boeing Model 462 – вид в разрезе. В бомбоотсеке можно увидеть 20 тонную бомбу Т12.
Двигательные гондолы были полностью взаимозаменяемы. Несмотря на возрастание гондол относительно В-29, количество проблем, связанных с техническим обслуживанием, уменьшилось. При проектировке гондол было проведено обширное исследование, была выявлена оптимальная конструкция гондол для подобных двигателей и скоростей. Каждая гондола была оснащена собственной системой пожаротушения и охлаждения двигателя. Также был максимально облегчен доступ к двигателю для технических служащих.
Боковой вид на гондолы Model 462. Передние секции полностью взаимозаменяемы для упрощения технического обслуживания.
Бомбовый отсек Model 462 был способен нести в себе любую существующую или перспективную бомбу в весе до 20 тонн, в том числе и крупнейшую бомбу Т12. Размер бомбоотсека в 11 метров позволял использовать новейшие механизированные устройства для погрузки бомб.
Оборонительное вооружение состояло из двух 4-орудийных башней и 4-орудийной турели в хвосте. Все башни и турели были оснащены 20мм автоматическими пушками. Башни убирались в корпус для достижения лучших скоростных показателей. Всё оружие управлялось с 4 командных постов в гермоотсеке (у второго пилота, 2 операторов вооружения и запасной). С каждого поста можно было управлять любой башней или турелью. На каждую пушку предусматривало 3600 патронов в двух лентах. При этом пушечное оборонительное вооружение считалось дополнительным, основной защитой самолёта считалась высота, скорость и постановка помех.
Вариант размещения бомбовой нагрузки. Вверху – одна 20 тонная бомба, внизу 84 500-килограммовых бомб.
В случае принятия программы, Boeing предполагал дальнейшую аэродинамическую доработку самолёта, использование новых материалов и новых достижений в электронике. Предполагалось также доработать и конструкцию турбины и выйти на требуемые военными для самолёта ЛТХ. При этом Boeing считал, что уже нынешний проект готов к производству и может служить в войсках до замены на более совершенный самолёт.
Иллюстрация к брошюре Boeing Model 462. На данном рисунке орудийные башни убраны.
Масштабная модель Boeing Model 462. Орудийные башни убраны.
Consolidated Vultee Long Range Heavy Bombardment Airplane.
Летом 1946 свой вариант дальнего бомбардировщика предложил и Convair. Проект назвали очень просто: Consolidated Vultee Long Range Heavy Bombardment Airplane (дальше мы будем использовать сокращение LRHBA), что переводится как Дальний Тяжёлый бомбардировщик от Consolidated Vultee. Главной отличительной особенностью данного самолёта было крыло с обратной стреловидностью. Сам проект являл собой развитие идей заложенных в ХА-44, разработанный Convair в 1945 году на конкурс тяжёлого самолёта поддержки/тактического бомбардировщика. Именно у него было позаимствованы многие решения, в том числе и крыло обратной стреловидности.
XA-44.
В описании, приложенном к проекту, сообщалось, что Convair намеренно не выполнил в своём проекте технических требований к перспективному стратегическому бомбардировщику, так как считает эти требования недостижимыми на данном уровне развития техники. Поэтому предложенный ими проект являет собой переходную машину, выполненную на максимуме развития современных технологий, которую позже можно довести до уровня заданного в требованиях. Существует вероятность, что Convair намерено акцентировал внимание на невозможности выполнения требований, в надежде на закрытие проекта потенциально опасного для своего В-36, но подтвердить это невозможно.
Титульный лист описания проекта. Яркий пример стиля оформления середины 40ых годов.
Самолёт имел крыло обратной стреловидности, расположенное сзади стреловидное горизонтальное и вертикальное оперение. Бомбардировщик предполагалось оснастить четырьмя турбореактивными двигателями Wright T-35, аналогичными использовавшимся в Boeing Model 462. Каждый двигатель располагался в отдельной гондоле. С самого начала проект предусматривал в будущем переоснащение самолёта реактивными двигателями, для достижения большей скорости и дальности полёта. Самолёт был оптимизирован под полёт на максимальной скорости и на максимальной высоте. Именно из-за этого для самолёта и была выбрана обратная стреловидность крыла, которая позволяла достичь больших скоростей, не используя крайне тонкое крыло, а так же избежать возможного срыва потока с крыла (в тот период идей как бороться со срывом потока на большом стреловидном крыле ещё не было). Использование стреловидного оперения позволило увеличить аэродинамическую длину хвоста без увеличения реальных габаритов, что позволили улучшить управляемость самолёта. Не смотря на то, что основным оборонительным оружием самолёта была скорость, на него предполагалось установить до 10 20мм оборонительных пушек. Так же самолёт оснащался радаром для обнаружения перехватчиков противника. Расчётный экипаж самолёта состоял из 11 человек: пилот, второй пилот, бортинженер, радист, два оператора бомбового вооружения, пять стрелков.
Общая схема и основные характеристики крыла Convair LRHBA.
На картинке написано:
Площадь крыла – 372 кв.м.
Удлинение крыла -7
Относительное сужение крыла: 3:1
Стреловидность крыла — 30°
Интересной особенностью самолёта была установка дополнительного двигателя в гондолу. В передней части гондолы размещался турбовинтовой двигатель Wright T-35 являющийся маршевым и поддерживающим полёт самолёта. В задней же части гондолы был установлен реактивный двигатель TG-180, использовавшийся для взлёта и для набора максимальной скорости. Это позволило при минимальных затратах по весу выполнить требование на взлёт с небольших полос и серьёзно увеличить максимальную скорость самолёта. Использование реактивных двигателей при разгоне позволило бы самолёту достичь скорости в 650 км/ч.
Рентген моторной гондолы. Видно размещение двигателей Wright T-35 и TG-180.
Особое внимание при разработке самолёта было уделено шасси. Из-за использования крыла обратной стреловидности сделать крыльевые стойки шасси, убираемыми в крыло, не вышло, так как они выходили за центр тяжести. Поэтому шасси перенесли под первый лонжерон центроплана и сделали убирающимися в фюзеляж. Так же максимальное внимание было уделено прочности стоек шасси, ради обеспечения взлёта самолёта с грунтовых аэродромов.
Крыльевая стойка шасси Convair LRHBA.
Оборонительное вооружение самолёта состояло из 4 двухпушечных 20мм турелей в боковых спонсонах и одной двухпушечной 20мм турели в хвосте. У каждой турели был свой стрелок, но при этом управлялись дистанционно. Особо интересным было предложение поместить турели не в башенках, как в обычных самолётах, а в специальных бортовых спонсонах. По мнению конструкторов это привело бы к большей аэродинамической чистоте фюзеляжа и к достижению большей скорости. При этом предполагалась, в случае неудачи со спонсонным размещением, и установка нормальных орудийных башенок.
Конструкция оборонительных турелей.
Для самолёта было предусмотрено два варианта максимальной бомбовой нагрузки. Первый вариант с бомбовой нагрузкой в 10 тонн не имел никаких отличий от обычного самолёта, спокойно мог маневрировать на всех доступных скоростях. Но бомбовая нагрузка всего в 10 тонн считалась крайне малой, поэтому был предусмотрен и иной вариант. Во втором варианте бомбовая нагрузка увеличивалась до 18 тонн, но при этом у самолёта возникали серьёзные проблемы при маневрировании на больших скоростях. Согласно расчётам, при полной загрузке самолёта, нагрузка на центральную часть фюзеляжа, при маневрировании на скоростях от 600 км/ч, достигала 3g и могла привести к разрушению самолёта. Для решения данных проблем предлагалось укрепить бомбовый отсек, что увеличивало массу самолёта и отрицательно сказывалось на его скорости.
Варианты бомбовой нагрузки самолёта. Слева 18 тонн загрузки, справа 10 тонн загрузки.
В случае принятии проекта Convair предполагал начать выпуска бомбардировщика к концу 40ых годов, и к этому же периоду подготовить проект более перспективного самолёта, уже полностью отвечавшему требованиям военных.
Convair LRHBA, вид сзади.
Рентген схема Convair LRHB. Хорошо видны оборонительные турели и убранное шасси.
Martin Model 236.
Последним на конкурс был подан проект бомбардировщика от Martin. Самолёт был выполнен по традиционной схеме, но при этом имел в конструкции несколько интересных решений. По проекту это был центроплан с размахом крыла 60 метров, весом в 125 тонн, с рабочим потолком в 10 километров и практическим в 13 километров. Как и предыдущих проектах выполнить все требования не удалось, так дальность (при нагрузке в 4,5 тонны) составила всего 3500 километров, скорость всего 700 километров в час на высоте в 5 с половиной километров. Самолёт получил обозначение Martin Model 236.
Отличительной особенностью самолёта стала попытка совместить плюсы стандартной конструкции и «летающего крыла». От обычных самолётов Model 236 получил стандартный самолётный фюзеляж, от «летающих крыльев» получил крыло с очень толстым аэродинамическим профилем. В крыле полностью размещались 8 толкающих поршневых или турбовинтовых двигателей, не выступающие за контуры профиля крыла. На самолёте предполагалось использовать либо турбовинтовые двигатели Wright T-35 или поршневые двигатели Lycoming R-7755 мощностью в 5000 лошадиных сил каждый. Так же в крыле были размещены два малых бомбоотсека на 5 тонн бомб, между вторым и третьим двигателем.
Строение крыла Martin Model 236. На рисунке изображены двигатели Lycoming R-7755 и варианты их размещения.
Хвостовое оперение было выполнено по традиционной схеме, без намёков на стреловидность. При расчётных скоростях такой оперении было бы крайне неэффективно, и можно предположить замену его на более подходящее. Оборонительное вооружение состояло из 4 шарообразных турелей полупогруженных в корпус. Оснащение турелей – 20 мм пушки. Конструкцию турелей так же можно считать неудачной, так как они серьёзно влияли на скорость самолёта. Бомбовая нагрузка бомбоотсека в фюзеляже составила 18 тонн.
Строение фюзеляжа Martin Model 236.
Отдельного внимания заслуживает размещение пилотов. Была применена так называемая схема «глаза жука» (bug-eyed) когда первый и второй пилот размещаются в отдельных кокпитах. Пример использование подобной схемы в летавших самолётах – тактический бомбардировщик ХВ-42. На самолёте использовалось массивное трёхосное шасси с передней стойкой, шасси не имело каких либо новых идей и было просто очень большим, что бы держать немалую массу самолёта.
ХВ-42 – пример использования схемы «bug-eyed».
Так же существует информация о возможности оснащения Model 236 истребителями-паразитами (parasite fighter), но что-то подробно выяснить не удалось. В целом о Martin Model 236 крайне мало информации в открытом доступе и остаётся только надеется на появление новых материалов по нему в будущем.
Кроме крупных фирм, имевших свои производственные мощности, на конкурс подавались и проекты от более малых фирм и одиночных конструкторов. К сожалению из всего разнообразия поданных проектов до нас дошло крайне мало интересных проектов, а информации о них было и того меньше. Рассмотрим один из них.
Самолет Тиблота (Thieblot airplane).
Предложен на конкурс одним из инженеров фирмы Boeing — А.Д. Тиблотом (A. J. THIEBLOT) который увлекался авиаконструированием. Самолёт был выполнен по схеме высокоплан с крылом средней стреловидности. Тиблот заложил в свой самолёт одну очень интересную идею. По его мнению, развитие науки в ближайшем времени должно было привести к резкому уменьшению атомных бомб при сохранении или даже увеличении их мощности. Из-за этого смысл в огромных самолётах-бомбардировщиках терялся, и их место должны были занять более малые и более быстрые самолёты. Именно такой самолёт и предложил Тиблот.
Передняя и верхняя проекция бомбардировщика.
Предложенный Тиблотом самолёт был даже меньше В-17, размах крыла 29 метров и длина фюзеляжа 20 метров. Самолёт мог вести груз в 5 тонн на дальности до 3000 километров, на высоте до 9 километров. Отличительно особенностью самолёта была крайне высокая скорость до 900 километров в час. Достигаться такая скорость должна была при помощи совмещения в одной гондоле турбовинтового и турбореактивного двигателя, идущих друг за другом. Оба двигателя были маршевыми и работали одновременно.
Боковая проекция бомбардировщика.
Оборонительного вооружения в самолёте не было предусмотрено, так как по проекту главной защитой самолёта была его скорость. Экипаж самолёта состоял из трёх человек, два пилота и штурман.
Победитель.
В апреле 1946 года Авиационная комиссия (AAF) прекратила принимать проекты на конкурс ХВ-52 и приступила к изучению поданных вариантов. К большому сожалению ни один из конкурсантов не удовлетворял требования конкурса, поэтому предстояло принять непростое решение. К середине мая 1946 года определились два лидера – проект Boeing и проект Convair. Model 462 Boeing’а была проще в производстве и несла большую нагрузку, LRHBA Convair’а имел большую скорость и не требовал больших аэродромов. В недостатки Model 462 записывали поистине огромный размер, самолёт получался больше В-36, LRHBA был технически сложен и возможно неустойчив в полёте. К концу мая Авиационная комиссия зашла в тупик. Гордиев узел разрубил начальник технического отдела при авиационном командовании, который 23 мая 1946 года подал записку с рекомендацией принять проект Boeing. Такое решение он аргументировал тем, что Model 462 будет легче освоить в производстве и в войсках из-за традиционной компоновки самолёта. Так же в записки отмечались производственные и технические мощности Boeing, которые позволяли быстро начать производство самолёта, в то время как Convair уже испытывал серьёзные проблемы с В-36. В дополнении в записке была приведена примерная таблица затрат на производство и освоение в войсках обеих машин, по расчётам Model 462 обошёлся бы казне США в два раза дешевле чем LRHBA.
Основываясь на этой записке, Авиационная комиссия 29 мая 1946 года приняла решение о выборе Model 462 как победителя и приступить к первой фазе проектирования серийного самолёта. В своём отчёте комиссия утверждала, что при проведении конкурса оценивала все параметры проектов, уделяя особое внимание передовому опыту проектирования, производственным мощностям, стоимости, технологичности и удобства в эксплуатации («excellence of design,performance, cost, producibility, and facilities»).
4 июня 1946 года Boeing был извещён о победе его самолёта на конкурсе. Корпорации было выделено первичное финансирование и выдвинуто требование о максимально быстром изготовлении всего необходимого для первичных исследований. От Boeing’а требовалось передать первичный комплект инженерных чертежей, макеты для исследований в аэродинамической трубе и макеты с внутренним устройством. Так же был предоставлен список недостатков Model 462, которые требовалось устранить. К ним относилась относительно малая боевая дальность, необходимость использования больших аэродромов.
14 июня 1946 года по решению Авиационной комиссии самолёту официально присвоили наименование ХВ-52. А в начале августа Boeing начал представлять первые необходимые материалы.
Совершенствование самолёта началось сразу после сообщения о победе в конкурсе. Первым делом инженеры Boeing попытались увеличить дальность самолёта. Для этого было предусмотрено оснащение Model 462 подвесными баками, размещавшимися под первой и шестой гондолой. По проекту наличие этих подвесных быков увеличивало боевую дальность Model 462 на 500 километров за счёт небольшого снижения скорости. Данное изменение успели внести в первоначальный комплект чертежей. В дальнейшем предполагалось разместить дополнительные баки и в корпусе.
Проектный чертёж Model 462 . Видно предполагаемое размещение подвесных топливных баков.
В попытках увеличить дальность полёта инженеры Boeing предложили разместить ещё два дополнительных подвесных бака, уже под третьей и четвёртой гондолой. Что бы реализовать это потребовалось полностью переделать шасси. От стоек под третьей и четвёртой гондолой пришлось отказаться. Для компенсации было усилено фюзеляжное шасси. Был увеличен диаметр колёс, задняя стойка была сделана четырёхколёсной и сдвинута назад. В свою очередь это потребовало небольшой переделки фюзеляжа и внутренней компоновки. Так же были переработаны двигательные гондолы. От предыдущих вариантов новые гондолы отличались лучшей аэродинамической формой, при сохранении модульности конструкции. Данный вариант самолёта получил обозначение Model 462-4.
Проектный чертёж Model 462-4. Хорошо видны изменения в шасси и в гондолах по сравнению с Model 462.
К сожалению, продувка в аэродинамической трубе макета Model 462-4 с четырьмя подвесными баками показала, что из-за резкого возрастания лобового сопротивления прибавка дальности от баков почти нивелируется большим расходом топлива. От подвесных баков пришлось отказаться. Было принято решение поместить дополнительный запас топлива в фюзеляже. Для этого фюзеляж был незначительно утолщён и переработан. Снова переработали шасси. На задней стойке колёса разместили в одну линию, а не попарно, как на Model 462-4. Это позволило сэкономить место в фюзеляже для топлива. К тому времени поступили чертежи нового двигателя Wright T-35-1, более мощного и экономичного. Под него снова пришлось переделывать гондолы. Большая экономичность Wright T-35-1 позволила отказаться от пожароопасных баков в гондолах, не теряя в дальности. Данный проект получил наименование Model 462-5. По результатам расчётов и продувок в аэродинамической трубе выяснилось , что инженерам Boeing удалось выиграть 400 километров дальности, при увеличении массы самолёта на 2 тонны, до 78 тонн.
Проектный чертёж Model 462-5. Видны переработанное шасси и изменения в корпусе бомбардировщика в сравнении с предыдущими проектами.
В конце августа 1946 года все данные по Model 462 были переданы в только создающуюся корпорацию RAND (Research and Development) для изучения и выработки рекомендаций. В начале сентября 1946 года RAND вынесла свой вердикт. По мнению инженеров RAND Model 462 являл собой устаревшую концепцию создания бомбардировщиков. Самолёты был крайне перетяжелён. Его огромные размеры (позволю напомнить, что Model 462 был больше В-36) не только не давали легко увеличить дальность полета, но и даже снижали её. По мнению специалистов RAND требовалось уменьшить самолёт как минимум в полтора раза. Так же рекомендовалось пересмотреть концепцию оборонительного вооружения и неэффективное огромное оперение самолёта. Данный доклад был передан в Авиационную комиссию, те в свою очередь передали доклад Boeing, где он вызвал крайне негативную реакцию. По мнению инженеров Boeing доклад был составлен дилетантски и нёс в себе только вред. Уменьшение бомбардировщика сделало бы его более медленным, менее высотным и грузоподъёмным, снизило бы его защитные свойства. Неизвестно, руководствовались ли инженеры Boeing интересами компании, желая поставить на конвейер более большой и дорогой самолёт, или попросту заблуждались. Но к счастью военные поддержали мнение RAND. В октябре 1946 года Boeing получил задание уменьшить самолёт.
На это заканчивается история первого конкурса ХВ-52, но не заканчивается история ХВ-52.
Использована литература:
The B-52 Competition of 1946 and Dark Horses from Douglas, 1947-1950. Jared A. Zichek
"Development of the B-52. The Wright Field Story". Lori S. Tagg
The Development of the B-52 and Jet Propulsion: A Case Study in Organizational Innovation. Mark D. Mandeles
Патент UCD 158817
Статья взята из форумного фанатского журнала Ploskosti Community Magazine (РСМ), публикуемого на форуме forum.worldofwarplanes.ru. Номера №7-10.
