Опытные истребители-перехватчики со смешанной силовой установкой компании Saunders-Roe SR.53 и SR.177

Интересная статья почти полувековой давности, которая, думаю, заинтересует коллег.

Содержание:

Предисловие редакции: Билл Ганстон рассказывает о созданных компанией Saunders-Roe двух истребителей-перехватчиков со смешанной силовой установкой.

Предыстория

С момента появления газотурбинных двигателей появилось множество самолетов со смешанной силовой установкой – самолетов, оснащенных двигателями двух принципиально разных типов. В некоторых из ранних самолетов пытались сочетать экономию топлива поршневого двигателя с высокими летными характеристиками турбореактивного двигателя. В 1950-х годах в Британии придерживались другой концепции. Так называемый «перехватчик со смешанной силовой установкой» сочетал (относительную) топливную экономичность турбореактивного двигателя с еще более высокими летными характеристиками ракетного двигателя. Компанией, которая внесла самый значительный вклад в создание истребителей со смешанной силовой установкой, стала Saunders-Roe Ltd (Saunders-Roe; Saro). Хотя по американским меркам эта компания была очень маленькой, она сделала это, одновременно выполняя множество других сложных проектов, одним из которых была огромная летающая лодка Princess.

В 1950 году, задолго до того, как в воздух поднялась летающая лодка Princess, главный конструктор компании Saro Генри Ноулер попросил своего заместителя Мориса Бреннана (Maurice Brennan) изучить ряд возможных будущих проектов, которыми может заняться небольшая компания, и предложить, какие из них с наибольшей вероятностью приведут к созданию самолета, который будет запущен в серийное производство. Бреннан знал, что у компании English Electric уже был контракт на разработку сверхзвукового экспериментального самолета, но, похоже, никто не изучал возможность установки ракетного двигателя на небольшой истребитель, чтобы он мог подняться примерно на 100000 футов (30480 м) и перехватить сверхзвуковой бомбардировщик. В 1950 году это выглядело очень далекой перспективой, но Морис Бреннан предложил, что можно дать старт небольшой исследовательской программе с целью получения информации в новой области знаний и, возможно, в конечном итоге привести к созданию полноценно машины. Он не собирался тратить больше нескольких тысяч фунтов стерлингов, поскольку работа в основном носила ознакомительный и бумажный характер.

Со временем Морис Бреннан обнаружил, что другие уже получили контракты на разработку ракетными двигателей. С 1945 года штаб Королевских ВВС проявлял большой интерес к перехватчикам объектовой противовоздушной обороны с запасом топлива, достаточным для быстрого набора высоты в районе защищаемого объекта, выполнение одного (идеального) захода на цель для открытия огня и планирования для выполнения посадки. Группа специалистов проектного отдела Королевского авиационного НИИ (Royal Aircraft Establishment – RAE) провела четыре года, сопоставляя данные о Me 163, Ba 349 и о многих мертворожденных проектах нацистской Германии. Контракты на исследования ракетных двигателей были переданы компаниям Armstrong Siddeley Motors, Ансти (Ansty), Кавентри, которая исследовала возможность использования жидкого кислорода и метилового спирта. Компания de Havilland Engine Co, расположенная на Стэг-Лейне (Stag Lane), вступила в дело, предложив стартовый ракетный двигатель для пассажирского самолета de Havilland Comet. Данный ракетный двигатель работал за счет разложения высококонцентрированной перекиси водорода в струю перегретого пара и кислорода. Обе компании разрабатывали истребители или стартовые ракетные двигатели с тягой 2000 фунтов (907 кгс). О том, какой тип перехватчика имел в виду штаб Королевских ВВС, указывает тот факт, что именно такой порядок тяги силовой установки предполагался.

К 1952 году Морис Бреннан достаточно долго работал с тщательно выполненными расчетами и нарисованными чертежами ракетных и ракетно-турбореактивных истребителей чтобы полностью «почувствовать» такие самолеты. Он знал, как взаимодействуют переменные, и мог сразу сказать, что может быть хорошей идеей, каким должно быть соотношение в смеси ракетного топлива или разделение тяги между реактивным и ракетным двигателями. Однако в Министерстве снабжения никто не проявил особого интереса к данным исследованиям. Затем в начале 1952 года Вэл Кливер (Val Cleaver), возглавлявший ракетную команду компании de Havilland, спросил Бреннана:

«Разве вы не участвуете в конкурсе на новый перехватчик? В области ракетных самолетов вы сделали больше, чем кто-либо другой.»

Однако Министерство снабжения не проявило интереса. Маленькая компания, на которую работа Морис Бреннан, не имела права заниматься ракетным перехватчиком! Предполагалось, что компания Saro будет строить летающие лодки (хотя, по общему признанию, одна из этих лодок была реактивным истребителем). Доктор Дункан Камерон (Dr Duncan Cameron) даже не позволил Бреннану получить копию новой спецификации. Только после того, как исполнительный директор компании Saro сэр Артур Гаудж (Sir Arthur Gouge) написал официальный запрос на участие в конкурсе, и компании разрешили иметь копию спецификации. Вместе с копией спецификации пришло письмо, в котором говорилось, что компании Saro не будет заплачено за любую представленную на конкурс заявку.

Спецификация F.124D требовала создания перехватчика, лишенного много необходимого оборудования, по сравнению с которым немецкий Me 163 выглядел полноценной боевой машиной. Главное требование спецификации – он должен был быть «сверхзвуковым». В штабе Королевских ВВС считали, что они отдадут предпочтение проекту самолета, который будет взлетать с направляющей пусковой установки и который тем самым не будет иметь шасси. Совершать посадку самолет должен был на любое вспаханное поле с помощью полоза или сходного посадочного устройства. Часть того, что американцы к этому времени назвали бы «системой вооружения», должна была представлять собой чрезвычайно большое и сложное спасательное устройство стоимостью несколько тысяч фунтов стерлингов, которое, возможно, за двенадцать часов могло быть доставлено обратно на свой собственный аэродром, где армия инженеров могла бы собрать его и снова сделать пригодным для полетов. В компании Saunders-Roe требования спецификации F.124D ничего кроме ужаса не вызывали.

По общему признанию, в то время как в компании Saro готовили свой ответ на спецификацию F.124D, штаб Королевских ВВС начал допускать, что может иметь место использование обычного шасси, и эксперты штаба даже согласились с несколькими главными конструкторами, которые указали, что от ракетного двигателя невозможно получить достаточного количества электрической энергии и можно дли на самолет установить небольшой турбореактивный двигатель? В ноябре 1952 года Морис Бреннан, который в отличие от большинства своих конкурентов точно знал, о чем говорил, отправил заявку компании Saro на участие в конкурсе по спецификации F.124D. Это была прямолинейная, простая (и ужасная) заявка, которая, тем не менее, полностью отвечала требованиям спецификации. Представленный в проекте перехватчик должен был быть крупнее, чем проекты других конкурсантов.

В конце заявки Морис Бреннан прикрепил небольшое дополнение с описанием совсем другого самолета. С чрезвычайно исчерпывающими данными и с нанесенными на графики кривыми Бреннан описал совершенно обычный истребитель, характеристики которого значительно превосходили требования спецификации F.124D. На представленном в дополнении истребителе с удовольствием мог бы полетать любой летчик-истребитель, который мог рассчитывать на обычную посадку на аэродром и быстрые дозаправку и перевооружение к следующему боевому вылету. Возможно, этот проект был не так необычным и захватывающим, но в нем было на 1000 процентов больше смысла.

Меньше месяца потребовалось крошечной авиастроительной компании с острова Уайт, чтобы получить уведомление о том, что их заявка выиграла. Двумя неделями позже компании Saro было сухо приказано приступить к работе над своим самолетом из дополнения к заявке. Читатели статьи могут вспомнить более ранние случаи в истории британской авиации, когда главный конструктор компании (к тому моменту Бреннан занял этот пост) представлял что-то настолько лучшее, чем официальная спецификация, что под новый проект приходилось писать новую спецификацию. В данном случае новой спецификацией была F.138D. Первоначально была выпущена спецификация F.137D, в которой в качестве окислителя упоминался жидкий кислород. Морис Бреннан провел достаточный объем исследований, чтобы отказаться от использования этой жидкости в силовой установке своего истребителя, и как результат была выпущена спецификация F.138D, в которой была указана высококонцентрированная перекись водорода. В целях дать возможность заработать или подстраховать себя резервной программой (или, возможно, из-за страха перед руководившем компанией Avro разгневанным сэром Роем Добсоном) Министерство снабжения также заключило контракт по спецификации F.137D. Контракт получила компания Avro, которая успешно работала над проектом Type 720, который спустя три года был закрыт и так и не доведен до стадии прототипа.

Малый тяжеловес

Самолет Бреннана получил обозначение SR.53, потому что работы начались в 1953 году. Это была аккуратная, симпатичная машина, имевшая чуть меньшие размеры, чем F-86F Sabre или Hunter 1, но из-за большого объема высококонцентрированной перекиси водорода она была немного тяжелее. Как показывают данные, масса ракетного топлива была примерно в два раза меньше, чем масса самолета с полным комплектом оборудования! SR.53 должен был стать дневным перехватчиком, оснащенным радаром и несущим на каждой законцовке крыла по одной управляемой ракете Blue Jay (позже получившую название Firestreak). Силовая установка должна была состоять из мощного ракетного двигателя de Havilland Spectre и гораздо менее мощного турбореактивного двигателя Armstrong Siddeley Viper. Ракетный двигатель Spectre должен был использоваться для взлета с набором высоты, выполнения сверхзвукового крейсерского полета и при заходе на посадку на случай ухода на второй круг; только турбореактивный двигатель Viper использовался для дозвукового крейсерского полета. В отличие от более ранних ракетных двигателей Spectre должен был быть полноценным жидкостным двигателем, мгновенно реагирующим на требования пилота и способным регулировать свою тяговооруженность, которая на более поздних версиях должна была достигать 5:1.

Компания Saunders-Roe получила контракт на изготовление трех прототипов SR.53, и в перерывах между изготовлением крыльев для пассажирских самолетов Vickers V.700 Viscount и передних частей фюзеляжей бомбардировщиков Vickers Valiant крошечная компания постепенно приступила к их созданию. Базовая конструкция самолета была выдающейся. Форма крыла была особенно хороша; оно имело относительную толщину 6 процентов, переднюю кромку большой стреловидности (к тому же значительно отклоняющуюся вниз) и ниши основных стоек шасси, которые имели колею, превышавшую половину размаха крыла. Даже самый преданный пилот F-104 должен согласиться с тем, что SR.53 может быть проще в управлении; SR.53 не только мог развивать максимальную скорость в два раза больше, чем скорость звука, но и отличные летные характеристики на таких высотах, к которым ни один другой самолет не мог приблизиться (с набором высоты тяга, которую развивает турбореактивный двигатель, падает пропорционально уменьшению плотности воздуха, в то время как ракета дает большую тягу, когда она поднимается в стратосферу).

Проблемы с радаром

Почти единственное, что постоянно беспокоило Бреннана, это то, что штаб Королевских ВВС имел в виду под словом «радар». Он провел достаточно времени с пилотами-истребителями и наземными диспетчерами радаров, чтобы знать, что на больших высотах пилот почти ничего не видит из того, что находится снаружи, и что просьба наземному диспетчеру взять на себя все бремя осуществления перехвата представляется неразумным (ко всему прочему это был отличный аргумент в пользу зенитных ракет). Морис Бреннан постепенно пришел к выводу, что единственный тип перехватчика, который имеет смысл, — это тот, который оснащен мощной бортовой радиолокационной станцией перехвата. После продолжительных исследований в Королевском НИИ радиолокации [RRE – Royal Radar Establishment]) и в компании Ferranti Морис Бреннан установил, что очевидный выбор по характеристикам в пользу AI-23 не подходит для установки на SR.53. Еще одно скрытое обстоятельство заключалось в том, что ВВС США разработали метод перехвата на встречных курсах, который, очевидно, намного превосходил традиционный перехват на догонном курсе. Команда de Havilland Propellers работала над ракетой Blue Jay Mk 4 (позднее получила обозначение Red Top), которая, как надеялись, будет иметь настолько чувствительную головку теплового самонаведения, что сможет захватывать вражеский самолет, летящий как поперечным курсом, так и навстречу.

Перехватчик SR.53 мог нести новую ракету, но его пилот не мог управлять радаром. Морис Бреннан и его заместитель Лью Розенталь (Lew Rosenthal) быстро подготовили брошюру с эскизным проектом, получившим обозначение SR.54. Несмотря на то, что новый самолет имел примерно такое же крыло, что и SR.53, он имел гораздо более крупный фюзеляж, вмещавший радар АИ-23, комплексный автопилот и бортовое радиоэлектронное оборудование, способное выполнять атаки на встречных курсах. Также перехватчик SR.54 должен был получить более мощный турбореактивный двигатель и гораздо большее количество топлива, что должно было увеличить полную массу на 50 процентов. К изумлению Бреннана и Розенталя не последовало ни малейшего возражения: предложение было принято мгновенно. Под этот проект была выпущена спецификация F.177D, и, таким образом, новая машина получила обозначение Saunders-Roe SR.177. Хотя командование Королевских ВВС все еще медлило и, вероятно, было бы гораздо более заинтересованным, если бы SR.177 имел американское происхождение, факт остается фактом – на 1954 год это был самый совершенный перехватчик в мире из числа разрабатывавшихся в 1954 году.

Автор статьи не может отвлекаться на такие заманчивые побочные вопросы, как медленная параллельная разработка истребителя-перехватчика Lightning, создание довольно архаичного истребителя-перехватчика Javelin с его недостаточной кривой погони, разработка проекта «джавелина с тонким крылом» и двигателями Olympus, фантастическая спецификация F.155, требования которой мог удовлетворить только истребитель с семью ТРД Gyron и девятью ЖРД Spectre (или их должно было быть 19?), или ракета большой дальности с радиолокационным наведением Vickers Type 888 Red Dean, которую должен был запускать «джавелин с тонким крылом» или победитель конкурса по спецификации F.155. Все это подождет до следующего раза. Достижением компании Saro было получение контрактов на создание самолетов в совершенно новой для нее области – и почти такой же новой для всех остальных британских авиастроительных компаний. Постепенно SR.177 вытеснил SR.53 в качестве потенциального объекта крупносерийного производства.

Для Адмиралтейства был разработан эскизный проект палубного истребителя на базе SR.177, после чего штаб Королевских ВВС запросил проведение второго исследования – разработки унифицированной версии. Данная версия была изучена руководством, и компании Saunders-Roe был выдан заказ на 27 самолетов: девять машин должны были быть в базовой конфигурации SR.177, девять машин – вариант для Королевского флота SR.177RN и еще девять для Королевских ВВС – SR.177RAF. Когда в конце 1956 года выяснилось, что проект SR.177 также представляет большой интерес для недавно возрожденных немецких военно-воздушных сил, стало казаться, то масштаб серийного производства новой машины легко превзойдет соответствующий показатель истребителя Hawker Hunter.

В то время как в Научно-исследовательском центре авиации и вооружения (Aeroplane and Armament Experimental Establishment – A&AEE), Боскомб-Даун, первый SR.53 готовился к полету, министр обороны Великобритании Дункан Сэндис выпустил свою классическую «Белую книгу» с подзаголовком «Наброски будущей политики». В этом документе Сэндис объяснил, что, поскольку Королевским ВВС «вряд ли понадобится» какой-либо новый истребитель после English Electric Mk 1 Lightning, то все подобные проекты отменяются. На этом основании работы по варианту SR.177RAF были прекращены.

Представитель Адмиралтейства Льюис Боддингтон (Lewis Boddington) смело сказал:

«Ну и что? Нет никаких причин, по которым работы по нашему SR.177 не могут продолжаться. Этот самолет нужен Королевскому флоту.»

Совершенно верно: г-н Сэндис просто упустил из виду авиацию Королевского флота.

Главный летчик-испытатель компании Saro Джон Бут (John Booth) 16 мая 1957 года совершил первый полет на прототипе SR.53. Вскоре самолет под управлением Бута разогнался до скорости М = 1,33, достиг скороподъемности 50000 футов в минуту (15240 м/мин; 254 м/с) и в том же году принял участие в показе Общества британских авиаконструкторов (SBAC show). В августе 1957 года летные испытания – и, что не менее важно, разработка оборудования для наземных эксплуатации и обслуживания – шли очень хорошими темпами. Выбор высококонцентрированной перекиси водорода был более чем оправдан, и SR.53 быстро приближался к моменту, когда его можно было бы принять на вооружение, если бы кому-то мог понадобиться самолет, способный развивать скорость М = 2,0, не имевший радара и для прицеливания оснащенный лишь дальномером.

Что касается SR.177, то он был разработан и подготовлен к изготовлению в виде предварительного образца. Серийный вариант машины должен был быть согласован с представителями Королевского флота и ВВС Германии, и был составлен план для массового производства в двух странах (в Великобритании основными партнерами были компании Armstrong Whitworth и Marshall, Кембридж). Затем без малейшего предупреждения министр Дункан Сэндис объявил, что вся программа отменена. Затем Сэндис отправился в Вумеру, штат Южная Австралия, наблюдать за своими чудесными ракетами, чтобы никто не мог добраться до него.

Сказать, что это был ошеломляющий удар, – значит преуменьшить значение ситуации. Взвешенное мнение Адмиралтейства заключалось в том, что, если бы они знали, что если Сэндис не сможет уснуть, пока он не сорвет хотя бы одну крупную военно-морскую программу, они бы предложили ему Buccaneer. В Адмиралтействе очень хотели получить SR.177 для авиации Королевского флота, поскольку никакой другой самолет не мог выполнять столько боевых задач. Для командования немецких ВВС и авиации ВМС, которые провели самую детальную оценку истребителей Lockheed F-104G и Mirage III, британский самолет был

«первым кандидатом по техническим и эксплуатационным соображениям».

У британского правительства даже хватило наглости попытаться заинтересовать немцев после того, как оно полностью отменило программу истребителя-перехватчика SR.177! В командовании немецких ВВС и ВМС сложилось мнение, что британцев очень трудно понять. Автор статьи считает также. Закрытие программы SR.177 всегда казалось самым невероятно капризным, доктринерским, необъяснимым и недальновидным решением в истории британской авиации (более того, оно было неправильным).

На этом история и закончилась бы, если бы не тот факт, что полеты прототипов SR.53 продолжились и после отмены программы, и, в связи с чередой не связанных с самолетом досадных событий, Джону Буту пришлось все делать самому. 5 июня 1958 года он погиб, пилотируя второй прототип SR.53 в результате совершенно загадочного инцидента при взлете. Эта катастрофа внезапно привнесла трагедию в программу, которая могла бы привести машину к мировому успеху – намного большему, чем у истребителей Starfighter или Mirage III. Но, разумеется, г-н Сэндис не знал, сколько истребителей Starfighter и Mirage III будет продано.

схема опытного истребителя-перехватчика Saunders-Roe SR.53

первый прототип опытного истребителя-перехватчика Saunders-Roe SR.53 (XD145) с поднятой на 10 градусов носовой частью проходит испытания на расход топлива

запуск ракетного двигателя Spectre; 17 декабря 1958 года

на верхнем и среднем снимках показано как первый прототип опытного истребителя-перехватчика Saunders-Roe SR.53 (XD145) взлетает и приземляется после своего первого полета, на нижнем снимке – как садится после

первый прототип опытного истребителя-перехватчика Saunders-Roe SR.53 (XD145) во время своего первого полета, совершенного 16 мая 1957 года в Боскомб-Дауне под управлением Джона Бута

первый прототип опытного истребителя-перехватчика Saunders-Roe SR.53 (XD145) в сопровождении истребителя Gloster Meteor взлетает для выполнения своего второго полета

первый прототип опытного истребителя-перехватчика Saunders-Roe SR.53 (XD145) во время второго испытательного полета; 27 мая 1957 года

первый прототип опытного истребителя-перехватчика Saunders-Roe SR.53 (XD145), сфотографированный журналом «Flight» во время недели Фарнборо (Famborough week), сентябрь 1957 года

демонстрационный полет первого прототипа опытного истребителя-перехватчика Saunders-Roe SR.53 (XD145) на показе Общества британских авиаконструкторов; Фарнборо, 1957 год

первый прототип опытного истребителя-перехватчика Saunders-Roe SR.53 (XD145) летит на большой скорости во время своего второго полета

обновленная кабина опытного истребителя-перехватчика Saunders-Roe SR.53; сентябрь 1958 года

второй прототип опытного истребителя-перехватчика Saunders-Roe SR.53 (XD151) проходит испытания на расход топлива в Боскомб-Дауне. Первый полет он совершил 5 декабря 1957 года

схема опытного истребителя-перехватчика Saunders-Roe SR.177

компоновочная схема опытного истребителя-перехватчика Saunders-Roe SR.177

модель истребителя-перехватчика Saunders-Roe SR.177 с британскими и во вставке в правом верхнем углу с немецкими опознавательными знаками

полноразмерный деревянный макет опытного истребителя-перехватчика Saunders-Roe SR.177; Каус, ноябрь 1957 года

ЛЕТНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

ПРИЛОЖЕНИЕ

Опытная пассажирская летающая лодка Saunders-Roe SR.45 Princess. Великобритания

[1] на уровне моря
[2] с ракетами Red Top
[3] скорость ограничена кинетическим обогревом корпуса, изготовленного из легких сплавов

источник: Bill Gunston «SR.53 and SR.177. The Saunders-Roe jet/rocket interceptors» «Aeroplane Monthly» 1974-07, pages 758-763, 765