Опоздавший потомок Харриера. McDonnell Douglas Model 279
Данный материал выкладывается на сайт из жж коллеги youroker-а.
Начало 80-ых годов XX-ого века стало новым рассветом самолётов вертикального взлёта. Проблемы, с которыми столкнулись эти самолёты в 60-ых и 70-ых годах, успешно решались новыми технологиями, такими как внедрение компьютерного управления, новыми сплавами и многими другими. Всё это позволяло надеяться, что вскоре удастся создать полноценные боевые самолёты вертикального взлёта, не уступающие по основным характеристикам своим обычным коллегам. В 1980 году фирме McDonnell Douglas наконец удалось протолкнуть на вооружение свою модернизацию Harrier – AV-8B Harrier II. Этот успех сподвиг компанию на начало работ над полностью новой машиной – сверхзвуковым самолётом вертикального взлёта, по своим показателям не уступающим истребителям четвёртого поколения. Программа получила внутреннее наименование Model 279 и велась инициативно на средства McDonnell Douglas, впрочем, за её результатами наблюдали на Флоте и в Корпусе Морской пехоты, хотя после провала с Rockwell XFV-12 свои деньги вкладывать не спешили.
Изначально работы над Model 279 велись совместно с British Aerospace, как и в программе Harrier II – предполагалось, что созданный самолёт встанет на вооружение как США, так и Британии. Именно тогда был сформирован основной облик самолёта – схема "утка" с цельноповоротным передним горизонтальным оперением. Самолёт был статически неустойчив из-за асимметричности оперения, потому в пилотировании использовалась электродистанционная система управления, контролируемая бортовыми компьютерами. Почти без изменений от Harrier была позаимствована система вертикального взлёта, с использованием одного турбовентиляторного двигателя с четырьмя поворотными соплами, расположенными под центропланом и в кормовой части: первые создают тягу холодным сжатым воздухом от второго контура двигателя, вторые — горячим выхлопом первого контура. На самолёте предполагалось применить новый двигатель Pratt & Whitney STF561-C2 со статической тягой 15 500 килограмм, являющийся дальнейшим развитием Rolls-Royce Pegasus.
McDonnell Douglas Model 279-1
Интересным было размещение большого прямоугольного воздухозаборника под фюзеляжем – это было обусловлено необходимостью обеспечить двигатель должным притоком воздуха на больших скоростях, а поскольку, применять самолёт планировалось с авианосцев и десантных кораблей, возможностью попадания в воздухозаборник мусора пренебрегли. В итоге от самолёта ожидалось достижение скорости в 2 Мах на высоте трёх километров, боевой нагрузки в 4 тонны (при взлёте горизонтально с трамплина) и максимального боевого радиуса в 300 километров (также при взлёте горизонтально с трамплина). При взлёте вертикально боевая нагрузка уменьшалась до 900 килограмм, а боевой радиус до 170 километров. На самолёте предусматривалось четыре точки подвески ракетного вооружения (две на законцовках крыла и две под воздухозаборником) и четыре дополнительные точки для бомб, оборудования или баков с топливом.
Проекции McDonnell Douglas Model 279-1
Самолёт должен был быть выполнен с большим применением композитных материалов, что позволило бы серьёзно снизить вес, сохранив при этом необходимую структурную прочность. Одним из интересных решений при проектировании стало активное заимствование элементов конструкции не только от Harrier, но и от F-15 – так, конструкция крыла была почти полностью взята именно от Eagle. Кроме обычного варианта Model 279 велась работа и над двухместным учебным самолётом и над адаптацией машины для взлёта с катапульты авианосца. В итоге к середине 1981 года проект Model 279 был первично проработан, и McDonnell Douglas была готова попытаться продать его военным. Но в этот момент произошло серьёзное разногласие с British Aerospace, которая хотела получить право выпускать самолёт самостоятельно и поставлять его на экспорт. Сотрудничество было разорвано и обе фирмы продолжили работы самостоятельно, при этом сохранив партнёрство по Harrier II.
McDonnell Douglas Model 279-2
McDonnell Douglas приступила к проектированию второго варианта Model 279 с использованием исключительно американских деталей. Кроме того, в конструкцию был внесён ряд улучшений для повышения маневренности и скорости самолёта. Внешне Model 279-2 сильно походил на первый вариант – основным видимым различием стала новая форма воздухозаборника, более подходящая для сверхзвукового полёта. Два поворотных сопла с горячим выхлопом были заменены на одно поворотное, что также позволяло увеличить скорость самолёта. Главным "невидимым" изменением стал новый бортовой компьютер, использующий для маневрирования не только плоскости управления, но и поворот сопел, что серьёзно повысило маневренность самолёта. Работы над Model 279-2 не продлились долго, и уже осенью 1981 года проект был представлен Флоту и Корпусу морской пехоты.
Модель для продувки в воздушной трубе McDonnell Douglas Model 279-3
Военные не высказали особенного интереса к проекту. Морпехи были вполне удовлетворены характеристиками AV-8B, да и просто не имели лишних средств на сверхзвуковые истребители, а Флот хоть и был заинтересован в подобной машине, на прямое финансирование пойти готов не был. Но всё же флотские специалисты выдали McDonnell Douglas ряд замечаний по проекту, после устранения которых вопрос о финансировании работ мог быть рассмотрен повторно. Так, было подвергнуто критике размещение воздухозаборников под фюзеляжем, малый радиус полёта самолёта из-за небольшого размера внутренних баков, не самое удачное размещение точек подвески вооружения. Кроме того, Флот рекомендовал разработчикам обеспечить большую преемственность проекта с Harrier, для уменьшения расходов на создание самолёта и упрощения переобучения пилотов. В итоге McDonnell Douglas необходимо было переделывать самолёт практически с нуля, при этом сделать это надо было в предельно малые сроки, поскольку конкуренты не дремали. Тогда было решено обратиться за помощью в NASA и использовать их обширные наработки и испытательные стенды для ускорения проектирования.
Проекции, размещение точек подвеса и баков в McDonnell Douglas Model 279-3
Третий вариант Model 279 куда больше напоминал Harrier, чем два предыдущих. Воздухозаборников стало два, их форма и размещение были напрямую позаимствованы с Harrier и лишь немного доработаны под требования сверхзвукового полёта. Оттуда же перекочевало и двухстоечное велосипедное шасси, напрямую были взяты конструкции точек подвески вооружения и поворотных сопел (которых снова стало четыре). Самолёт сам стал больше и тяжелее, но при этом получил большую полезную нагрузку и боевой радиус. При горизонтальном взлёте с трамплина боевая нагрузка составляла 5 тонн и радиус – 350 километров, при вертикальном взлёте нагрузка в 1200 килограмм и дальность в 190 километров. Также самолёт снова получил новый полётный компьютер и более мощный радар. Было применено на Model 279-3 и несколько новых интересных решений – так, воздухозаборники были оснащены клапаном для сброса лишнего воздуха, что позволяло точнее контролировать мощность двигателя. Кроме того, конструкция фюзеляжа была усилена за счёт применения титана, и самолёт стал способен выдержать посадку на брюхо.
McDonnell Douglas Model 279-3. Виден клапан для сброса воздуха в воздухозаборнике
Внутреннее устройство McDonnell Douglas Model 279-3
Испытания, проведённые сотрудниками NASA, в целом подтвердили возможность достижения всех указанных характеристик, кроме того в конструкцию был внесён ряд улучшений. Так, круглые поворотные сопла было предложено заменить на более эффективные прямоугольные, разработанные в NASA. Также именно по итогам испытаний была разработана схема размещения точек подвески. От первоначального варианта, пришедшего ещё с Model 279-1, конструкторы отказались – на подфюзеляжных точках теперь могли размещаться только дополнительные прицельные системы или пушечные контейнеры. Подкрыльевых точек подвески стало шесть, и теперь они были универсальными, на них могли размещаться как управляемые ракеты, так и бомбовое вооружение или подвесные топливные баки. К лету 1982 года проект Model 279-3 был завершён и представлен в прессе. Срок постройки прототипа сдвинулся на 1986 год, но в McDonnell Douglas считали проект перспективным как для своих вооружённых сил, так и для продажи на экспорт.
McDonnell Douglas Model 279-3 с новыми поворотными соплами
Подготовка к испытаниям модели McDonnell Douglas Model 279-3 в NASA
Шла работа и над дополнительными вариантами самолёта. Так, совместно с NASA был создан проект Model 279-3JF, в котором были использованы струйные закрылки на крыле, в том числе применяемые и для вертикального или укороченного взлёта. Их использование позволило увеличить дальность полёта машины с максимальной нагрузкой и при вертикальном взлёте до 240 километров. Кроме того, на Model 279-3JF предполагалось провести испытание единого поворотного сопла, работы над которым уже давно велись в NASA. Предполагалось, что Model 279-3JF будет построен вместе с первыми прототипами Model 279-3 и будет проходить совместные с ними испытания.
McDonnell Douglas Model 279-3JF
Также в McDonnell Douglas проектировался утяжелённый двухдвигательный двухместный вариант самолёта – Model 279-4. В нём использовались два двигателя Pratt & Whitney STF561-C2, что компенсировало серьёзно возросший вес самолёта. Из-за увеличения скорости полёта до 2,4 Мах была изменена форма воздухозаборников на аналогичную воздухозаборникам F-15. Этот вариант рассматривался для размещения на обычных авианосцах и мог запускаться с катапульты. Всего Model 279-4 мог нести до 7 тонн боевой нагрузки при радиусе в 420 километров. Считалось, что этот вариант вполне способен совместить основные достоинства двухместных палубных самолётов с возможностью вертикального взлёта. Также на Model 279-4 предполагалось провести испытания замены четырёх отклоняемых сопел на два, одновременно способных создавать тягу как холодным воздухом первого контура, так и горячими выхлопами второго контура двигателя.
McDonnell Douglas Model 279-4
Модель McDonnell Douglas Model 279-4 для проверки тяги двигателей
Окончательное проектирование Model 279-3 продолжалось до 1984 года, параллельно самолёт был представлен на нескольких авиационных выставках в виде модели, были даны многочисленные интервью в профильную прессу. В McDonnell Douglas рассчитывали, что после заключения контракта с Флотом проект удастся продать и на экспорт, предварительную заинтересованность уже высказал Флот Италии. Но этим планам не было суждено сбыться. К 1984 году проект Model 279 уже успел устареть. Флот подверг резкой критике высокую радиолокационную заметность самолёта, недостаточную дальность полёта, при этом в связке с достаточно большой ценой проекта и большим сроком разработки (прототип предполагалось построить уже в 1987 году). Осенью 1984 года McDonnell Douglas было окончательно отказано в финансировании. Также никто из возможных иностранных заказчиков не был способен потянуть подобный проект, и наконец зимой 1985 года проект Model 279 был закрыт.
Схема McDonnell Douglas Model 279-3.
Забавно сравнить судьбу Model 279 и его коллеги по другую сторону океана – British Aerospace P.1216. Разработка P.1216 началась после разрыва совместной программы с McDonnell Douglas (хотя проработка вариантов велась ещё с 1976 года) и самолёт прошёл почти через те же этапы, что и Model 279, так же успев устареть за время проектирования.
Источники:
- FLIGHT International, 04-1984.
- FLIGHT International, 02-1982.
- NASA Technical Memorandum 85938. V/STOL Concepts in the United States-Past, Present, and Future.
- NASA CONTRACTOR REPORT 166269.
- Hot Gas Ingestion Test Results of a Two Poster Vectored Thrust Concept With Flow Visualization.
- THE PERFORMANCE EVALUATION OF A JET FLAP ON AN ADVANCED SUPERSONIC HARRIER.
- secretprojects.co.uk.
