Летающий Супермен. Опытный скоростной истребитель Republic XP-47J Superbolt. США

Содержание:

Предисловие редакции: Начиная с 1943 года командование ВВС армии США стремилось уменьшить массу своих истребителей и повысить их летные характеристики. Ответом компании Republic стал истребитель XP-47J, своими характеристиками был похож на Супермена, рисунок которого украшал борт его фюзеляжа. Для своего времени XP-47J был самым быстрым самолетом!

В июле 1942 года инженерам компании Republic Aviation Corporation (Republic) стало известно, что масса истребителя P-47 Thunderbolt становилась чрезмерной. Они немедленно приступили к серии исследований с целью ее снижения. В ходе этих предварительных исследований были проработаны три взаимодополняющих направления: удаление определенного оборудования, оптимизация конструкции и лучшее размещение вспомогательного оборудования.

После того как техническая служба тщательно изучила проект, программа была предложена ВВС армии США на совещании, которое состоялось в самом начале ноября 1942 года. 22 ноября, во время второго совещания, также состоявшегося на авиабазе Райт-Филд, представители компании Republic представили более подробный комплект документов, включавший в себя точные спецификации и эскизные чертежи. После этого было принято решение приступить к разработке облегченной версии, получившей обозначение XP-47J. Целью этой программы было максимальное улучшение характеристик истребителя P-47, и для этого было решено внести в конструкцию самолета шесть основных изменений:

• • • установка улучшенной версии двигателя Pratt & Whitney R-2800 с системой впрыска воды и охлаждающим вентилятором;
    • замена воздушного винта;
    • установка нового турбокомпрессора компании General Electric, размещенного в самолете еще дальше от носа и имеющего бóльшую максимальную рабочую высоту;
    • уменьшение количество пулеметов с восьми до шести с боезапасом по 267 патронов на ствол;
    • удаление заднего топливного бака;
    • установка только одной радиостанции SCR-274.

После этого совещания было принято решение о дальнейших изменениях конструкции самолета, и 30 ноября 1942 года компании Republic было поручено начать проектирование XP-47J с учетом всех запрошенных изменений. Официально старт программе был дан 5 января 1943 года во время совещания на авиабазе Райт-Филд, в котором приняли участие представители технического отдела, производственного отдела и компании Republic. Три дня спустя в письме, отправленном руководству компании Republic, указывалось, что речь идет о внесении как можно большего количества улучшений в конструкцию самолета с использованием стандартной технологической оснастки, а также в изменении конструкции самолета для достижения максимальных значений характеристик.

В компании Republic ответили, что изменения конструкции, необходимые для достижения максимальных значений характеристик, требуют замены около 70% технологической оснастки. В армейских ВВС признали, что модификация технологической оснастки, вероятно, будет необходима, но ясно дали понять, что после запуска P-47J в серийное производство темпы производства P-47 ни при каких обстоятельствах не должны снижаться. Хотя руководство компании Republic утверждало, что это невозможно, командование армейских ВВС потребовало провести исследование по определению максимального количества P-47J, модифицированных из уже заказанных самолетов, и провести соответствующую оценку затрат.

Эта оценка была представлена 7 марта 1943 года и была подтверждена разрешением за закупку (Authority for Purchase) №352703 от 1 апреля. Затраты (в долларах) были распределены следующим образом:

• • • Первый прототип – 596150
    • Второй прототип – 242150
    • Планер для статических испытаний – 142825
    • Модель (в масштабе 1 к 6) для испытаний в аэродинамической трубе –1000
    • Комплект чертежей – 3000
    • Технические спецификации – 500
    • Руководства по пилотированию и техническому обслуживанию – 2500
    • Итог по смете – 988125
    • Оплата управленческих, проектных и консультационных работ и услуг (4%) – 39525
    • Итого – 1027650

Письмо о намерениях с оплатой 30% от этой суммы было отправлено компании-производителю 2 апреля 1943 года; окончательный контракт (№ W535-AC-39160) был подписан 18 июня. Согласно условиям этого контракта два опытных истребителя XP-47J должны были быть изготовлены в соответствии с требованиями выпущенной 29 марта 1943 года компанией Republic спецификацией Type 505. Компания Republic должна была провести программу летных испытаний с целью проверки работоспособности конструкции, поведения самолета в полете и его летных характеристик. Первый прототип должен был быть готов к полету в июле 1943 года, второй – в сентябре того же года. Планер для статических испытаний должен был быть поставлен в августе, а модель для испытаний в аэродинамической трубе – в течение 30 дней с момента подписания контракта. Едва было отправлено это письмо о намерениях, как 7 апреля 1943 года было принято решение оснастить XP-47J соосными винтами противоположного вращения.

Подробный обзор

Осмотр полномасштабного макета был проведен на заводе компании Republic, Фармингдейл (Farmingdale), с 19 по 24 апреля 1943 года. Комиссия состояла из трех офицеров из авиабазы Райт-Филд (майор Ч. Р. Лаубенфельс [Major C. R.Laubenfels], майор Ч. Х. Терун-младший [Major C. H. Terhune, Jr.], капитан Ф. П. Дженкс [Captain F. P. Jenks]) и офицера отдела материальных потребностей (полковник Ф. Х. Грисволд [Colonel F. H. Griswold]). Также присутствовали различные технические консультанты, в том числе представители ВМС США (коммандер [капитан 2-го ранга] Дж. Р. Пирсон [Commander J. R. Pearson] и майор Дж. У. Уильямсон [Major J. W. Williamson]), командования тылового обеспечения армейских ВВС (подполковник Дж. Х. Сэмс [Lt Colonel J. H. Sams], майор У. В. Дентон [Major W. W. Denton], капитан Н. Ф. Рон [Captain N. F. Rohn], капитан Дж.-Р. Мотт [Captain J.-R.. Mott], лейтенант М. Пауэлл [Lt M. Powell], лейтенант Т. Дж. Мэй [Lt T. J. May], мастер-сержант М. В. Сташук [Master Sgt M. W. Stashuk] и г-да Роберт А. Стайн [Robert A. Stein], Джордж Оскар [George Oscar], Г. К. Граймс [G. K. Grimes], Дэниел Ф. Хильд [Daniel F. Hild], Роджер. М. Уосли [Roger M. Wosley], Вернер Р. Рэнкин [Werner R. Rankin] и Б. Ф. Баюк [B. F. Bayuk]) и британской комиссии (групп-капитан [полковник авиации] У. Р. Бакл [Group Captain W. R. Buckle] и г-д Александер [Alexander]).

Хотя макет был некомплектным, он был достаточно завершен, чтобы позволить провести такого рода инспекцию, и все прошло по плану. Всего было запрошено 71 изменение различной важности, но их включение в конструкцию прототип могло увеличить срок его поставки примерно на два месяца. Чтобы не отставать от графика, 24 апреля 1943 года компания Republic получила приказ приступить к изготовлению первого прототипа XP-47J по первоначальным планам. Однако было решено, что с учетом этих изменений поставка планера для статических испытаний будет перенесена на сентябрь 1943 года, а поставка второго прототипа на октябрь.

После углубленного изучения преимуществ и недостатков различных моделей фонаря кабины пилота 31 мая 1943 года было решено установить каплевидный фонарь (т.н. «free blown canopy») на второй прототип и планер для статических испытаний, что привело к увеличению производственных затрат примерно на 208956 долларов (1). Эта сумма, которая может показаться непомерной, была обусловлена тем фактом, что данное изменение конструкции предполагало изготовление новых фюзеляжей. Еще одно изменение конструкции было одобрено 15 июня 1943 года. Данное изменение включало в себя установку складной приборной панели, которая обеспечивала доступ к приборам и их замену без необходимости демонтировать указанную приборную панель. Данная приборная панель также обеспечивала легкий доступ к задней стороне противопожарной перегородки и к опорам педалей управления рулем направления.

От одного изменения к другому увеличение затрат начинало становиться все более заметным. Компания Republic проинформировала ВВС армии США (2), что первоначальная оценка была основана на облегченной версии P-47D и что запрошенные изменения являются настолько многочисленными, что инженерам придется полностью перепроектировать конструкцию некоторых частей самолета. Было одобрено дополнительное разрешение на покупку на сумму 458765 долларов США (3).

Эти изменения также привели к отсрочке возможного начала серийного производства истребителей P-47J. В июле 1943 года было принято решение отложить запуск серийного производства до тех пор, пока не будут известны результаты летных испытаний, с учетом того, что почти 70% производственной оснастки должно было быть модифицировано. Более того, чтобы не допустить падения темпов производства было решено, что важнейшие изменения (например, соосные винты противоположного вращения) будут вводиться исключительно одно за другим.

Великолепно, но… могло бы быть лучше

В письме от 31 июля 1943 года компания Republic направила армейским ВВС расчетные характеристики и графики поставок четырех моделей самолетов, а именно P-47D-10-RE, P-47D-15-RE, P-47J и P-72. В отношении P-47J и P-72 компания-производитель указывала, что на организацию производства, изготовление оснастки и поставку комплектующих потребуется минимум 10 месяцев. С другой стороны, хотя расчетные характеристики P-47J были замечательными, особенно на высотах более 10000 метров, они были далеко от заявленных для P-72. И, наконец, в компании Republic уточнили, что эти два типа самолетов будут запущены в серийное производство последовательно и что разница между этими запусками составит девять месяцев. С учетом этих выводов руководство компании Republic рекомендовало отказаться от программы P-47J за исключением завершения изготовления первого прототипа и проведения его летных испытаний и сосредоточить все усилия на разработке XP-72 и как можно более быстром запуске его в серийное производство.

В ВВС армии США этим замечаниям компании Republic уделили большое внимание. 10 августа 1943 года выводы компании-производителя были утверждены, и всем сторонам были разосланы необходимые директивы. Второй прототип XP-47J, изготовление которого достигло 50% степени готовности, было официально завершено 8 октября 1943 года. В то же самое время изготовление планера для статических испытаний близилось к завершению. С учетом этих решений расчетная стоимость программы была снижена с 2300000 долларов до примерно 1600000 долларов.

Чтобы не тратить средства на изготовление планера для статических испытаний компания Republic запросила разрешение провести испытания специально построенного крыла с точечной сваркой и использовать его результаты при создании XP-72; это разрешение было получено.

Таким образом, изготовление единственного прототипа Republic XP-47J было завершено в начале ноября 1943 года, что позволило компании-производителю провести вибрационные испытания перед техническим осмотром (т.н. «Осмотр 689»), который был запланирован на 17 ноября. Эти испытания оказались удовлетворительными во всех отношениях. Осмотр был проведен Фармингдейле с 17 по 19 ноября 1943 года. Этот осмотр был проведен одиннадцатью экспертами из авиабазы Райт-Филд, а именно: капитан Р.С. Фолджер (Captain R. S. Foulger; производственный отдел), капитан Ф. Т. Лоури (Captain F. T. Lowrey; авиационная лаборатория), капитан Х. Х. Бартон (Captain H. H. Barton; лаборатория оборудования), лейтенант Х. К. Геррицан (Lt. H. K. Gerritzan; лаборатория пропеллеров), уоррент-офицер В. Сташук (W/O N. V. Stashuk; лаборатория оборудования), рядовой Хант (Private Hunt; авиационная лаборатория), Джордж Оскар (George Oscar; лаборатория вооружения), Р. А. Стайн (R. A. Stein; лаборатория силовых установок), Л. А. Питтбелоу (L. A. Pittbelow; лаборатория силовых установок) и К. Л. Холл (C. L. Hall; технический персонал).

За исключением нескольких деталей, самолет был признан удовлетворительным. Чтобы предотвратить какие-либо задержки в проведении летных испытаний, была подана заявка на получение кредита на приобретение определенного количества запасных частей.

XP-47J совершил свой первый полет в Фармингдейле 26 ноября 1943 года.

Летные испытания

После первого полета, продолжительность которого составила 35 минут, летчик-испытатель заявил, что самолет вел себя очень хорошо и все оборудование функционировало удовлетворительно. Однако после 10 часов полета в системе смазки двигателя была обнаружена металлическая стружка, что потребовало отправки двигателя обратно компании Pratt & Whitney для осмотра и диагностики.

На смену ему пришел новый двигатель с новым тяжелым коленчатым валом (предыдущий двигатель имел облегченный коленчатый вал) и системой впрыска воды, которая позволила на чрезвычайном режиме развивать мощность 2800 л.с.. Новый двигатель R-2800-57 года, а программу летных испытаний удалось возобновить в конце того же месяца. Однако компания Pratt & Whitney сообщила компании Republic, что хотя двигатель имел тяжелый коленчатый вал, он не имел усиленных подшипников, шатунов и шестерен и, следовательно, не обеспечивал такого же коэффициента безопасности, как другие двигатели. Моторостроительная компания рекомендовала использовать двигатель на чрезвычайном режиме только на этапе предварительных испытаний, а затем заменить его на R-2800-14. Таким образом, ВВС армии США начали процедуру закупки двигателя последнего типа, поставка которого была назначена на 15 апреля 1944 года.

В марте мнение о соосных винтах противоположного вращения полностью изменилось.

Первоначально планировалось, что XP-47J будет летать сначала с одиночным винтом, а затем с соосными винтами противоположного вращения. Для продвижения вперед в компании Republic были проведены испытания с использованием P-47D, который был оснащен соосными винтами противоположного вращения, разработанных компаниями Curtiss и Aeroproducts. Испытания не показали заметного улучшения летных характеристик. Однако инженеры полагали, что на очень высоких скоростях эти пропеллеры могут оказаться превосходными. В свою очередь XP-47J был способен развивать высокую максимальную скорость, и изготовители воздушных винтов работали над усовершенствованными версиями этих пропеллеров. Таким образом, вариант установки соосных винтом оставался в силе.

Но в марте 1944 года компания Pratt & Whitney информировала компанию Republic, что ввиду трудностей, с которыми инженеры компании столкнулись при проектировании редуктора винтов противоположного вращения, предназначенного для установки на двигатель R-2800-61, его разработка будет отложена на неопределенный срок. Задержка была настолько велика, что от идеи использования соосных винтов противоположного вращения на XP-47J пришлось полностью отказаться. 28 марта 1944 года руководство компании Republic проинформировало командование армейских ВВС об этом решении.

11 июля 1944 года Republic передала армейским ВВС отчеты о предварительных испытаниях опытного истребителя XP-47J. В этих отчетах говорилось, что максимальная скорость 793 км/ч была достигнута на высоте 10170 метров. В компании Republic считали, что более высоких скоростей можно было бы достичь с помощью более качественных пропеллеров и путем замены турбонагнетателя CH-3 на CH-5. Руководство компании Republic предложило осуществить данные изменения за собственный счет, и командование армейских ВВС согласилось.

812 км/ч!

4 августа 1944 года, после установки нового воздушного винта Curtiss диаметром 3,96 метра и турбокомпрессора CH-5, прототип XP-47J под управлением Ральфа Хёвинга (Ralph Hoewing) смог на высоте 10500 метров разогнаться до скорости 812 км/ч при мощности силовой установки 2730 л.с.. Этот полет сделал XP-47J самым скоростным поршневым самолетом в мире!

8 декабря 1944 года капитан Джордж Д. Колчагофф (Captain George D. Colchagoff) взлетел на XP-47J с заводского аэродрома в Фармингдейле, Лонг-Айленд, и взял курс на авиабазу Райт-Филд, куда прибыл на следующий день. Именно на этой авиабазе Republic XP-47J, инвентарный номер 43-46952, был официально принят на баланс ВВС армии США.

опытный истребитель Republic XP-47J на авиабазе Райт-Филд, зима 1944-45 годов. Капот двигателя теперь украшал Супермен, держащий в руках молнию. Обтекатель втулки воздушного винта, вероятно, был желтым

Официальные летные испытания начались в январе 1945 года. Первыми были испытания при полной мощности силовой установки на различных высотах вплоть до максимального потолка с целью подтвердить значения, указанные в отчете компании-производителя. Эти испытания были почти завершены, когда на высоте 11000 метров самолет стал жертвой разрыва выхлопного коллектора.

После тщательного расследования были установлены три причины инцидента:

• • • выхлопная система, не соответствующая мощности двигателя;
    • новый более мощный турбокомпрессор;
    • давление и температура газа, превышающие допустимые для коллектора значения.

Хотя XP-47J никогда не летал на максимальной мощности, во время этих испытаний на высоте 7730 метров при мощности 2770 л.с. была достигнута скорость 779 км/ч, что в условиях стандартной атмосферы соответствовало скорости 775 км/ч на высоте 9150 метров, а в условиях повышенной температуры (на 23°C выше стандартной атмосферы) – скорость 793 км/ч.

пожалуй самая известная фотография опытного истребителя XP-47J, сделанная перед заводом компании Republic в Фармингдейле, штат Нью-Йорк. Чтобы улучшить обзор назад стандартный фонарь истребителя P-47 Razorback (с закабинным гаргротом) был модифицирован

на данном снимке хорошо заметны отличия XP-47J от стандартного истребителя P-47D, особенно в задней части фюзеляжа

Republic XP-47J отличался от аналогов главным образом формой капота двигателя и облегченным вооружением: количество пулеметов было снижено с восьми до шести

еще более пузатый, но еще более скоростной XP-47J и Супермен, нарисованный на его фюзеляже

Несмотря на столь исключительные летные характеристики XP-47J был обречен. Не имея никакой программы и, следовательно, никакого бюджета, летные испытания были быстро прерваны, и истребитель компании Republic быстро канул в лету. У той программы, которой было отдано предпочтение, – программе создания истребителя XP-72, также не было большого будущего. Первые реактивные истребители уже наступали на пятки своим предшественникам…

Republic XP-47J в конце своей короткой карьеры. Обратите внимание на необычное наличие регистрационного номера на нижней поверхности левой консоли крыла

ЛЕТНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Тип: Republic XP-47J Superbolt

Назначение: истребитель

Статус: прототип

Экипаж: 1 человек

Силовая установка:

двигатель – Pratt & Whitney R-2800-57
тип – радиальный
охлаждение – воздушное
количество цилиндров – 18
диаметр цилиндра 146 мм
ход поршня 152 мм
степень сжатия 6,75 к 1
магнето Scintilla DF18IN
свечи зажигания Champion C34S
карбюратор Bendix PR58E2C
тип топлива – бензин с октановым числом 100/130
автоматическое регулирование состава горючей смеси
турбокомпрессор CH-5
воздушный винт Curtiss C644S:
• диаметр 3,96 м
• аэродинамический профиль 836-6A82
• клиренс 100 мм

Размеры:

размах крыла 12,43 м
длина 10,05 м
высота 4,57 м
удлинение крыла 5,61
площадь крыла 27,87 м²
угол установки крыла самолета + 1°
Двугранный угол поперечного V + 4°
удельная нагрузка на крыло 201,5 кг/м²
аэродинамический профиль крыла Republic S-3

Масса:

пустого самолета 4377 кг
топлива (запас топлива 1086 литров) 597 кг
смазки 78 кг
боекомплекта 414 кг
общая 5617 кг.

Летные характеристики:

расчетная максимальная скорость на высоте на высоте 10450 метров при массе 5617 кг:
• 812 км/ч, при 2800 л.с. и при 2800 об/мин.
• 756 км/ч, при 2100 л.с. и при 2800 об/мин.
• 700 км/ч, при 1700 л.с. и при 2600 об/мин.
крейсерская скорость на высоте на высоте 10450 метров при массе 5617 кг – 644 км/ч при 1365 и при 2300 об/мин
оптимальная дальность и продолжительность полета на высоте 7620 метров с 870 литрами топлива: 1721 км (т.е. 1,98 км/л) на крейсерской скорости и 3,84 часа (т.е. 226 л/ч)
дальность и продолжительность полета на высоте 10450 метров с 795 литрами топлива:
• на скорости 700 км/ч: 917 км (т.е. 1,15 км/л) и 1,31 ч (т.е. 607 л/ч).
• на крейсерской скорости: 1230 км (или 1,55 км/л) и 1,91 ч (или 416 л/ч)

Расчетные характеристики набора высоты при массе 5617 кг

длина разбега с преодолением препятствия высотой 15 метров (выполняется на уровне моря в безветренную погоду) 762 м
длина пробега со снижением с высоты 15 метров (на скорости 148 км/ч с выпущенными закрылками) 823 м

Примечание

Среди различных источников, использованных при написании данной статьи, имеется заключительный отчет № 5504, написанный капитаном Джордж Д. Колчагоффым и датированный 26 июня 1946 года: «Заключительный отчет о разработке, испытании и приемке самолета Republic XP-47J».

(1) Разрешение на закупку №327682 от 31 июля 1943 года и приказ о внесении изменений №3 от 10 сентября 1943 года
(2) Письмо от 23 июня 1943 года. Разрешение на закупку №361255 от 17 июля 1943 года и приказ о внесении изменений №2 от 17 сентября 1943 года
(3) Разрешение на закупку №322207 от 31 августа 1944 года

источник: Alain Pelletier «Republic XP-47J Superbolt» «Le Fana de l’Aviation» 2000-08 (369), pages 46-52

перевод впервые опубликован – https://vk.com/@710541705-letauschii-supermen-republic-xp-47j-superbolt