Между «демоном» и «призраком». Проект палубного истребителя-бомбардировщика McDonnell F3H-G/F3H-H. США

Проектные работы в компании McDonnell над новым палубным истребителем-бомбардировщиком начались в августе 1953 года, и итогом их работы стал знаменитый McDonnell F-4 Phantom II. Возглавлял группу разработчиков Герман Баркли (Herman Barkley). Первоначальной целью проектной группы было продление периода эксплуатации одноместного палубного истребителя F3H Demon путем повышения летных характеристик и увеличения его универсальности.

Конструкторами компании были разработаны несколько совершенно разных проектов. Поскольку эти проекты рассматривались как естественное продолжение истребителя F3H Demon, то все они получили неофициальное обозначение F3H-X.

Первым из этих эскизных проектов был F3H-C или Super Demon. Проект F3H-C должен был оснащаться одним турбореактивным двигателем Wright J67, благодаря которому максимальная скорость на большой высоте должна была составлять М=1,69. Турбореактивный двигатель Wright J67 представлял собой изготовленную по лицензии версию британского двигателя Bristol Olympus и на тот момент еще не был испытан и, соответственно, не был еще рекомендован.

Проект F3H-E, также известный под внутрифирменным обозначением Model 98A, должен был иметь такую же силовую установку, но отличался от «демона» незадранным носом и примерно равной высотой носовой и основных стоек шасси. Этот проект обладал крылом со стреловидностью 45º и площадью 450 квадратных футов (41,8 м²). Однако двигатель Wright J67 не получил одобрения и так и не стал силовой установкой для американских самолетов.

Проект Model 98B (F3H-G) должен был оснащаться двумя турбореактивными двигателями Wright J65-W-2 (или W-4), развивавшими по 7800 фунтов (3538 кг) статической тяги. Для многих в ВМС США двухдвигательная компоновка была более предпочтительной по сравнению с однодвигательной по причине повышенного уровня безопасности. В этом случае воздух к двигателям должен был поступать через воздухозаборники, расположенные по бортам фюзеляжа. Model 98B должен был получить низкорасположенное стреловидное крыло и цельноповоротный нестреловидный стабилизатор. По сравнению с F3H-E крыло должно было иметь бóльшую площадь – 530 квадратных футов (49,2 м²). Для достижения минимального сопротивления на трансзвуковых скоростях фюзеляж Model 98B был спроектирован в соответствии с правилом площадей.

Проект F3H-G должен был быть оснащен системой управления огнем Aero 11B и радаром AN/APQ-150. Вооружение должно было состоять из четырех 20-мм пушек, но предусматривалось размещение выдвижной установки с 56 неуправляемыми ракетными снарядами со складывающимся оперением (FFAR rockets). На девяти внешних узлах подвески (по четыре под консолями крыла и один под фюзеляжем) предусматривалось размещение ракетно-бомбовой нагрузки. Максимальная скорость F3H-G должна была составлять М=1,52.

Турбореактивный двигатель Wright J65 представлял собой изготавливавшийся в США по лицензии британский ТРД Armstrong Siddeley Sapphire и в то время находился в крупносерийном производстве. Следует сказать, что на момент разработки проекта ВМС США испытывали серьезные проблемы с двигателями J65, устанавливавшимися на одноместные истребители North American FJ-3 Fury. Однако в компании McDonnell полагали, что к тому времени, когда F3H-G будет готов к серийному производству, проблемы двигателя Wright J65 будут решены.

По своей конфигурации проект F3H-H был очень похож на F3H-G, но отличался силовой установкой. Вместо лицензионных Wright J65 самолет планировалось оснастить двумя ТРД General Electric J79, которые с одной стороны отличались более высокой тягой, а с другой были еще недоведенными и сырыми. С установленными двигателями J79 истребитель-бомбардировщик F3H-H должен был развивать максимальную скорость М=1,97.

Проект Model 98F должен был стать самолетом-фоторазведчиком и представлял собой вариант проекта истребителя-бомбардировщика Model 98C.

Проекты истребителей-бомбардировщиков Model 98C и Model 98D должны были оснащаться дельтавидным и прямым крыльями и должны были оснащаться или двумя Wright J65, или двумя General Electric J79.

Проект Model 98E (F3H-J) был в целом похож на проекты Model 98C и Model 98D, но с дельтавидным крылом меньшей относительной толщины и большей площади.

Возглавлявший группу разработчиков Герман Баркли решил, что наиболее перспективным является проект Model 98B с двумя двигателями J65. Работы по всем другим вариантам были заброшены, и усилия проектной группы были сосредоточены на Model 98B. Был построен полноразмерный макет Model 98B (F3H-G). Со своей стороны руководство компании McDonnell решило подстраховаться, и представленный макет имел правую сторону разработанную под двигатель J79, а левую сторону – под J65.

Макет проекта многоцелевого истребителя F3H-G/F3H-H с быстрозаменяемой носовой частью

19 сентября 1953 года представители компании McDonnell представили проект Model 98B на рассмотрение управления аэронавтики ВМС США (Navy’s Bureau of Aeronautics) в варианте незапрошенного предложения [1]. Поскольку у командования ВМС США еще не было официальных требований к подобному самолету, то конструкторы компании McDonnell стремились охватить как можно большую сферу применения, разработав взаимозаменяемые одно- и двухместные носовые части, которые могли быть приспособлены для выполнения различных задач. Разработанные носовые части могли нести поисковые радары, системы управления пуском ракет, картографические РЛС, фотокамеры или электронное разведывательное оборудование.

Несмотря на то, что представители ВМС США были впечатлены предложенным проектом Model 98B, в апреле и июне 1953 года были заказаны палубные истребители Grumman XF9F-9 Tiger и Vought XF8U-1 Crusader соответственно. По всей видимости, на тот момент Tiger и Crusader полностью удовлетворяли потребности в сверхзвуковых истребителях. Представители ВМС США рекомендовали компании McDonnell переделать самолет в одноместный двухдвигательный всепогодный ударный самолет для участия в конкурсе, для которого свои проекты готовили компании Grumman и North American.

В августе 1954 года компания McDonnell представила ВМС США официальное предложение на проведение разработки F3H-G/H. В октябре 1954 года американским флотом было опубликовано письмо о намерениях на два прототипа и один самолет для проведения статических испытаний. В ВМС США проекту было присвоено обозначение AH-1, отражавшее его предполагаемое применение – выполнение штурмовых ударов. AH-1 должен был нести не менее одиннадцати пилонов внешней подвески. Стрелковое вооружение AH-1 должно было состоять из четырех 20-мм пушек.

Макет проекта многоцелевого самолета AH-1

14 декабря 1954 года американский флот закрыл программу создания многоцелевого самолета, и компании McDonnell было официально предложено переработать свое предложение в качестве всепогодного перехватчика. Компании McDonnell было поручено удалить пушки и все узлы наружной подвески за исключением центрального подфюзеляжного пилона, предназначенного для размещения 600-галлонного (2271 л) [2] подвесного топливного бака. Дополнительно для полуутопленного размещения четырех ракет «воздух-воздух» с полуактивным радиолокационным наведением Raytheon Sparrow в фюзеляже были сделаны углубления. Самолет был оснащен спроектированным компанией Raytheon радаром APQ-50. По сути дела данная РЛС была установлена на истребителе F3H-2 Demon и для ее обслуживания разрабатываемая машина получила второго члена экипажа – оператора радиолокационной станции.

15 апреля 1955 года в официальном письме управления аэронавтики командующему военно-морскими операциями был официально принят двигатель J79, и все работы над версией с двигателями J65 были прекращены.

На этом заканчивалась история проекта F3H-G и начиналась история нового проекта, приведшего к созданию самолета, известного всему миру, – многоцелевого истребителя-бомбардировщика F4H Phantom II.

ПРИЛОЖЕНИЕ

McDonnell Aircraft Corporation

Проект многоцелевого истребителя F3H-G/F3H-H с быстрозаменяемой носовой частью

Общая схема F3H-G

ВСТУПЛЕНИЕ

В данном отчете представлено исследование различных компоновок носовой части, которые разработаны для быстрой взаимозаменяемости на самолете McDonnell F3H-G. Данное исследование показывает множество преимуществ, получаемых от такой конфигурации.

В дополнение к преимуществам взаимозаменяемой носовой части, специально указанным в данном отчете, значительная экономия оборонных расходов может быть реализована путем сокращения находящихся в производстве основных типов самолетов. Речь, конечно, идет о сокращении человеко-часов при постройке самолета, которое достигается за счет эффекта «кривой обучения», оказывающего свое воздействие на базовую модель и большое количество ее вариантов. Очевидно, что заданное количество самолетов может быть приобретено за гораздо меньшие средства, если они будут созданы на одной базовой конструкции, а не несколько совершенно разных конструкций, каждая из которых создана для выполнения своей собственной задачи. Если будет закуплено значительное количество самолетов, то эффект «кривой обучения» будет настолько высоким, что он более чем компенсирует размеры и вес многоцелевого самолета, превышающие соответствующие параметры самолетов, предназначенных для выполнения одной строго определенной задачи (одноцелевые самолеты), например, дневных перехватчиков.

Данные носовые узлы являются взаимозаменяемыми и в течение ночного периода технического обслуживания, проходящего на суше или на авианосце, могут быть легко заменены. Для замены будет необходим лишь минимальный комплект специального наземного подъемно-транспортного оборудования. Подсчитано, что четыре человека могут выполнить изменение конфигурации носа в течение восьми часов. Посредством программы взаимозаменяемости, показанной в странице данного отчета, общее количество самолетов авианосной авиационной группы может быть уменьшено с 74 до 69. Освободившееся пространство – даже с учетом хранения запасных носовых частей – предоставит персоналу больше места на ангарной палубе корабля.

ОСНОВНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА

проектирования самолетов с полностью функциональными носовыми частями, предназначенными для быстрой взаимозаменяемости

1 ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ ГИБКОСТЬ

На различных театрах боевых действий большое количество различных боевых задач может быть запланировано и осуществлено меньшим количеством выделенных самолетов.

2 ПРОСТОТА ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ

Благодаря тому, что большая часть самолетов, входящих в состав авианосной авиагруппы или авиагруппы морской пехоты, будет – вне зависимости от специфики боевой задачи – иметь один базовый планер, знакомство с конструкцией самолета и максимальное использование общего наземного подъемно-транспортного оборудования приведут к упрощенному и эффективному обслуживанию.

3 ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПОСТАВОК

В передовых районах резервный фонд запасных частей, создаваемый секцией B (Section «B»), может быть значительно уменьшен. Также могут быть сокращены количество типов и число резервных самолетов в тыловых районах или на базах.

4 ВОЗМОЖНОСТИ МОДЕРНИЗАЦИИ

Если в течение срока эксплуатации самолетов данного типа военные операции потребуют изменений их тактико-технических требований, то может быть быстро спроектирована и изготовлена совершенно новая носовая часть в соответствии со специальными тактико-техническими требованиями, выдаваемыми по мере возникновения необходимости. От проектного решения до освоения производства новой носовой части потребуется минимальное время, и в результате новый специализированный самолет поступит в эксплуатацию в сжатые сроки. Данный вариант потребует гораздо меньше денежных средств, нежели проектирование совершенно нового самолета или модификация большей части машин существующих типов.

Вновь разработанные носовые части, предназначенные для выполнения новых полетных заданий, могут быть срочно отправлены для установки в полевых условиях или же самолеты эскадрильи могут быть отправлены на завод для проведения модернизации. В любом случае, время, в течение которого самолет не находится в составе действующей части, составляет несколько дней, а не несколько месяцев.

5 СОКРАЩЕНИЕ НАГРУЗКИ НА СЛУЖБУ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И РЕМОНТА

При наличии в районе боевых действий дополнительных носовых частей меньшему количеству самолетов потребуется технический ремонт и устранение повреждений класса B (Class «B» damage). Поврежденная носовая часть может быть восстановлена в ремонтных мастерских, в то время как самолет продолжит эксплуатацию с установленным запасным носом.

6 ПЛАНИРУЕМАЯ УНИВЕРСАЛЬНОСТЬ

Планирование развертывания и материально-технического обеспечения для самолетов, предназначенных для выполнения специальных задач, будет значительно упрощено. Это позволит специалистам вышестоящих штабов при разработке планов воздушных операций иметь меньше ограничений, накладываемых специализацией боевых самолетов. В случае возникновения непредвиденных военных ситуаций с помощью быстросменных носовых частей возможно немедленное изменение специализации боевых самолетов.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ НОСОВОЙ ЧАСТИ САМОЛЕТА

Про проектировании самолета F3H-G со сменными носовыми узлами особое внимание уделялось обеспечению в полевых условиях быстрой замены одной носовой части на другую. Чтобы облегчить эти изменения самолет позади места стыка, расположенного вдоль продольной строительной оси фюзеляжа на расстоянии 173.50 от базовой точки, идентичен для всех версий и не требует никаких доработок или корректировок других характеристик за исключением расположенных в стыке быстросъемных соединений системы управления самолета, а также электрической и гидравлической систем.

Несколько взаимозаменяемых носовых частей, которые можно разместить на базовой конструкции самолета, показаны на страницах с 6 по 10 данного отчета.

На странице 5 показаны основные варианты боевой нагрузки, которая может быть размещена на узлах внешней подвески многоцелевого самолета F3H-G, оснащенного одной из альтернативных носовых частей.

ТАБЛИЦА ВОЗМОЖНОСТЕЙ УЗЛОВ ВНЕШНЕЙ ПОДВЕСКИ F3H-G И ВАРИАНТОВ РАЗМЕЩЕНИЯ НА НИХ БОЕВОЙ НАГРУЗКИ


РЕАКТИВНЫЙ УДАРНЫЙ САМОЛЕТ – Вооружение включает в себя четыре 20-мм пушки и боевую нагрузку на узлах внешней подвески. Для более успешного и точного выполнения атак самолет оснащен поисковым и картографическим оборудованием. Для оборонительных воздушных боев данный вариант оснащен радиолокационным дальномером. Вместо четырех 20-мм пушек F3H-G в варианте реактивного ударного самолета может нести:
1) 56 двухдюймовых НУРС FFAR в выдвижном контейнере;
2) две 20-мм пушки и штангу дозаправки в полете;
3) 28 двухдюймовых НУРС FFAR и штангу дозаправки в полете

ВСЕПОГОДНЫЙ ИСТРЕБИТЕЛЬ-ШТУРМОВИК – Состав оборудования и вооружения в конфигурации истребителя с высокими летными характеристиками включает в себя радар APQ-50 для поиска, слежения и управления огнем и четыре 20-мм пушки MK-12 с боезапасом 600 снарядов. Штурмовой вариант оснащается девятью узлами внешней подвески, позволяющими нести несколько вариантов боевой нагрузки, включая и специальное вооружение для атаки с корабля или с берега удаленных целей в плохую погоду

ФОТОРАЗВЕДЧИК – Состав оборудования включает в себя новейшее оборудование, необходимое для выполнения дневных и ночных вылетов на аэрофотосъемку. Стандартный комплект фотографического оборудования включает в свой состав пять камер CAX-12 и установленную в носовой части самолета в направлении полета камеру K-25. В состав оборудования данного варианта носовой части также входят камеры для ночной съемки и контейнеры с фотовспышками. Фотографические возможности включают в себя:
1) оценку ущерба от удара посредством расположенной в носовой части самолета фотокамеры, объектив которой размещен вперед по курсу;
2) фоторазведку посредством передней и задней поворотных станций;
3) составление карт (от горизонта) по группам из одного планового и двух перспективных аэроснимков;
4) получение подробной зоны обзора по высоте посредством заднего вертикально установленного щелевого фотоаппарата

ДНЕВНОЙ ПЕРЕХВАТЧИК, РАКЕТЫ SPARROW И НУРС – Состав оборудования и вооружения включает в себя радар APQ-51 с системами наведения управляемых ракет и с управления НУРС, а также шесть ракет Sparrow, установленных на внешних узлах подвески, и 56 двухдюймовых НУРС FFAR (Gimlet), размещенных внутри самолета в выдвижном контейнере

ВСЕПОГОДНЫЙ ПЕРЕХВАТЧИК, НУРС – Оснащен всепогодным радаром APQ-50 с управлением НУРС. Вооружение данной версии состоит из 56 двухдюймовых НУРС FFAR, размещенных внутри самолета в выдвижном контейнере, и девяти узлов внешней подвески для размещения различных комбинаций блоков ракет

САМОЛЕТ РАДИОЭЛЕКТРОННОГО ПОДАВЛЕНИЯ (FERRET) – Данный вариант специально оснащен электронными средствами противодействия и оборудован радаром APG-46, приемником AN/APR-9 и системой AN/APA-70, предназначенной для обнаружения, локализации, идентификации и подавления радиолокационных установок противника. Вооружение самолета состоит из состоит из 56 двухдюймовых НУРС FFAR, размещенных внутри самолета в выдвижном контейнере, и различных вариантов боевой нагрузки, размещенной на внешних узлах подвески

ДВУХМЕСТНАЯ ВЕРСИЯ – Базовый планер без изменения длины переделывается в двухместный вариант. Некоторые из множества вариантов использования двухместной версии:
1) для обучения полетам или использованию электронного оборудования;
2) для перевозки офицера по координации действий по нанесению авиаударов;
3) для выполнения поисковых и ударных задач РЭБ.
На рисунке выше показаны специализированное оборудование и вооружение варианта 2, состоящие из радара APQ-51 и 56 двухдюймовых НУРС FFAR, предназначены

СХЕМА МОНТАЖА НОСОВОЙ ЧАСТИ F3H-G

Сменная носовая часть крепится к остальной части планера самолета с помощью примерно тридцати болтов. Рассчитано, что на авианосце или на передовой базе быстросъемную носовую часть могут сменить четыре человека за 8 часов.

СОСТАВ АВИАНОСНОЙ АВИАГРУППЫ

Чтобы проиллюстрировать преимущества многоцелевого самолета с концепцией быстросъемных взаимозаменяемых носовых частей, ниже представлена таблица, в которой показано, что концепция сменной носовой части позволяет иметь на борту меньшее количество самолетов и вместе с тем позволяет командиру оперативного соединения проявлять большую гибкость в решении меняющихся тактических ситуаций.

Так, например, авиационное противодействие и ПВО флота имеют первостепенное значение, и командир оперативного соединения может быстро увеличить силы всепогодных перехватчиков на 250%, жертвуя при этом 60% их ударных возможностей. С другой стороны, если достигнуто полное превосходство в воздухе, то командир оперативного соединения может быстро переделать всепогодные перехватчики в реактивные ударные самолеты, увеличив потенциал самолетов данного типа на 40%.

ПРЕИМУЩЕСТВА МНОГОЦЕЛЕВОГО САМОЛЕТА С КОНЦЕПЦИЕЙ БЫСТРОСЪЕМНЫХ ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМЫХ НОСОВЫХ ЧАСТЕЙ

СВОДНАЯ ТАБЛИЦА ХАРАКТЕРИСТИК ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫХ ПРОЕКТОВ F3H

[1] – на следующей странице представлена таблица, посвященная боевым задачам; [2] – ограничения силовой установки; [3] – включая управление пограничным слоем на передней кромке закрылков

[1] – полётной палубы авианосца
[2] – время заправки 20 мин. не включено

• [1] незапрошенное предложение означает любое касающееся осуществления проекта в области инфраструктуры предложение, которое представлено не в ответ на запрос или приглашение со стороны организации-заказчика в контексте процедур отбора
• [2] здесь и далее галлоны американские
• [3] отчет компании McDonnell

Источники:

• http://www.secretprojects.co.uk/forum/index.php/topic,9364.0/all.html
• фотографии модели — http://hsfeatures.com/features04/f3hgtm_1.htm