Опытные летающие лодки-истребители Convair F2Y-1 Seadart. США

Опытные летающие лодки-истребители Convair F2Y-1 Seadart. США

После проектных проработок, приведших к созданию Model 117 P5Y, гидродинамическая исследовательская лаборатория компании Convair, руководил которой Эрнст Дж. Стаут (Ernest G Stout), обратила свое внимание на самолеты морского базирования, способные выполнять высокоскоростные полеты. Начиная с Model 109 XB-46, используемого в качестве основы, было выполнено семь проектных проработок гидросамолета Skate с интегральной компоновкой корпуса и переходящего в него крыла. Данные проработки последовательно совершенствовались после очередной серии испытаний. Испытания с целью получения оптимальных аэродинамических форм были проведены с использованием оснащенной реактивным двигателем радиоуправляемой модели. В конечном итоге эти проработки привели к проекту с дельтавидным крылом и интегральным корпусом, который покоился на воде и взлетал и садился с помощью выдвижного редана. Помимо этого компанией Convair с помощью высокоскоростных катеров было испытано большое количество моделей оснащенных гидролыжами гидросамолетов.

Стаут также привлек интерес командования ВМС США к концепции подвижной нижней части гидросамолета, в результате чего семейство самолетов морского базирования смогло бы действовать с акваторий, защищенных морскими судами. Появление реактивных двигателей и исследования, проведенные в Сан-Диего и НАКА, показали, что гидросамолет-истребитель, создание которого ранее считалось непрактичным, теперь представлялось возможным, и в 1948 году начались работы по определению облика сверхзвукового гидросамолета-истребителя. 1 октября 1948 года был объявлен конкурс на проектирование, и для дальнейшей разработки был выбран интегральный корпус компании Convair.

Однако исследования НАКА и успешные эксперименты, проведенные испытательным центром авиации ВМС Потаксент-ривер (NATC Patuxent River) с установленными на Grumman Goose, North American SNJ и Piper Cub неубирающимися гидролыжами, показали, что гидросамолет получится компактным и будет обладать более высокими характеристиками, чем предполагалось ранее. Поэтому после сравнительных испытаний с масштабными моделями компании Convair управление аэронавтики 19 января 1951 года санкционировало постройку двух прототипов (номера BuA 137634 – BuA 137635) с применением гидролыж. По образцу YF-102 был разработан гидросамолет, который до августа был известен как Model Y2-2, а затем получил обозначение XF2Y-1 и наименование Seadart.

Силовая установка должна была состоять из двух ТРД Westinghouse XJ46-WE-2 с тягой по 6100 фунтов (2767 кгс) каждый, но в ожидании их получения Seadart получил два 3400-фунтовых (1542 кгс) реактивных двигателя J34-WE-32. Авиадвигатели были установлены бок о бок выше тонкого треугольного крыла, угол стреловидности передней кромки которого составлял 60°. Воздух к двигателям подавался через каналы и воздухозаборники, расположенные на верхней части фюзеляжа.

схема летающей лодки-истребителя Convair F2Y Seadart

Цельнометаллический гидросамолет имел в основном дюралюминиевую конструкцию. В нижней части корпуса летающей лодки Seadart было несколько водонепроницаемых отсеков, чтобы предотвратить погружение гидросамолета в случае повреждения днища корпуса. Система управления элевонами и рулем направления была оснащена гидравлическим приводом. Необычной особенностью конструкции гидросамолета была комбинация аэродинамических тормозов водяных тормозов и водяного руля.

Две убирающиеся гидролыжи были оснащены десятидюймовыми (254 мм) алюминиевыми колесами с жестким резиновым протектором. Колеса были установлены на задних частях гидролыж и в сочетании с небольшим поворотным хвостовым колесом позволяли персоналу немного перемещать гидросамолет на стояночной площадке.

Летающая лодка Seadart должна выруливать со стояночной площадки в воду с частично выпущенными гидролыжами. Перед началом взлета масляные амортизаторы гидролыж устанавливались в полностью выпущенное положение. Затем должна была включиться силовая установка, и на скорости 8-10 узлов (9-11 миль в час; 15-19 км/ч) передние кромки лыж отрывались бы от воды. После этого посредством электрического управления гидравлический привод переводил бы гидролыжи в промежуточное положение, в котором последние оставались до тех пора, пока летающая лодка не достигнет скорости 40-50 узлов (46-57 миль в час; 74-93 км/ч). После этого гидролыжи должны были быть переведены в полносью выпущенное положение, и гидросамолет разгонялся и отрывался от воды на скорости примерно 125 узлов (144 миль в час; 232 км/ч).

После положительного решения макетной комиссии управление аэронавтики 20 августа 1952 года выдало контракт на постройку двенадцати самолетов F2Y-1. Вскоре контракт был изменен включением в него четырех YF2Y-1, а затем был увеличен до в общей сложности 22 гидросамолетов. Вооружение истребителей должно было состоять из четырех 20 мм пушек и 2,75-дюймовых (70 мм) ракет.

14 декабря 1952 года первый прототип XF2Y-1 (BuA 137634) под управлением летчика-испытателя Э. Д. «Сэма» Шэннона (E. D. ‘Sam’ Shannon) начал рулежечные испытания, а месяц спустя 14 января выполнил непреднамеренный «подскок» на высоту 1000 футов (305 м). Официальный первый взлет был выполнен 9 апреля 1953 года. Задержка почти на три месяца произошла из-за сильных вибраций и тряски самолета, вызванных походившими через волны плоскими хвостовыми частями гидролыж. Перепроектирование гидролыж и улучшение масляных амортизаторов гидролыж снизили остроту данной проблемы.

В ходе летных испытаний было установлено, что Seadart в своей текущей аэродинамической форме, т.е. без применения правила площадей, в горизонтальном полете смог достичь скорости лишь М = 0,99. Поскольку двигатели XJ46-WE (установлены на прототипе в 1953 году) не смогли развить расчетной тяги, руководство компании Convair для усовершенствованного варианта с одной гидролыжей XF2Y-2 предложило один ТРД Wright J67 с тягой 12000 фунтов (5443 кг) или Pratt & Whitney J75 с тягой 15000 фунтов (6804 кг).

Однако такая замена привела к полному перепроектированию конструкции и появлению нового самолета, что вместе с задержками разработки привело командование ВМС США к сомнениям в отношении всей концепции реактивного гидросамолета-истребителя. В результате 14 октября 1953 года производство оставшихся прототипов XF2Y-1 было отменено в пользу завершения YF2Y-1, а затем в марте 1954 года был отменен заказна постройку F2Y-1.

Постройка второго гидросамолета-истребителя Seadart – YF2Y-1 (BuA 135762) – была завершена весной 1954 года. Эта летающая лодка предназначалась для проведения аэродинамических и высокоскоростных летных испытаний. 3 августа 1954 года YF2Y-1 под управлением летчика-испытателя Чарльза Э. «Чака» Ричборга (Charles E ‘Chuck’ Richbourg) в пологом пикировании с высоты 34000 футов (10363 м) превысил скорость М = 1, став первым и пока единственным в мире сверхзвуковым гидросамолетом. Также были проведены испытания в открытом море, включавшие возвращение гидросамолета на десантный транспорт-док (Landing Ship Dock – LSD). Затем 4 ноября 1954 года во время публичной демонстрации в Сан-Диего Ричборг погиб, когда YF2Y-1 развалился в воздухе во время низковысотного высокоскоростного пролета. Причиной разрушения машины стали вызванные пилотом продольные колебания.

схема летающей лодки-истребителя Convair F2Y Seadart; сверху с одной гидролыжиной схема прототипа XF2Y-1

В течение лета 1954 года задняя часть фюзеляжа XF2Y-1 была переделана по типу YF2Y-1 и прототип получил большую одиночную гидролыжину. Поскольку высокоскоростные испытания уже не требовались, то гидролыжина была частично убирающейся. Первый испытательный полет модернизированного прототипа XF2Y-1 Seadart состоялся 29 декабря 1954 года под управлением летчика-испытателя Б. Дж. Лонга (B J Long). Затем 4 марта 1955 года Лонг поднял в небо третий прототип летающей лодки-истребителя Seadart (YF2Y-1 135763), отличавшегося измененной конструкцией гидролыж. Несмотря на все изменения вибрации оставались по-прежнему неприемлемыми и после испытаний в открытом море 28 апреля тестирование второго прототипа YF2Y-1 (BuA 135762) было завершено. Однако после усовершенствований компоновка с одной гидролыжиной хорошо себя показала, позволяя совершать взлет и посадку даже с находящимися в воде законцовками. Испытания прототипа с одной гидролыжей продолжались до 16 января 1956 года, когда Лонг продемонстрировал пределы этой компоновка на волнах высотой 6-10 футов (1,82-3,1 м), которые значительно превышали эксплуатационные требования.

прототип YF2Y-1 (BuA 137634) с одиночной гидролыжиной выполняет рулежку в Сан-Диего (из коллекции Б. Дж. Лонга)

прототип XF2Y-1 (BuA 135763) с измененной конструкцией гидролыж во время испытаний; 1955 год (из коллекции Б. Дж. Лонга)

Позднее в 1956 году прототип XF2Y-1 был оснащен жестко установленной лыжей, которая в отличие от ранее установленных гидролыж могла действовать в качестве подводного крыла. Испытания, проведенные Лонгом в марте – апреле 1957 года, показали, что взлет был невозможен, поскольку необходимый для отрыва от воды угол атаки 17-19 градусов не мог быть достигнут при ограничении скорости движения по волнам в 50-60 узлов (57-69 миль в час; 93-111 км/ч). Подобная жесткая лыжина уменьшенного размера была испытана на XF2Y-1 осенью 1957 года Доном П. Гермераадом (Don P. Germeraad) с аналогичными результатами.

В течение 46 месяцев, включая 28 месяцев после потери первого YF2Y-1, было совершено более трехсот полетов, из которых XF2Y-1 совершил около двухсот пятидесяти. Несмотря на удовлетворительные результаты конфигурации с одной большой гидролыжиной дальнейшие работы не проводились из-за отсутствия утвержденных эксплуатационных требований к такому самолету. Следует отметить, что в 1962 году спустя шесть лет после последнего полета прототипа XF2Y-1 гидросамолеты днного типа были переименованы в YF-7A.

Из-за уникальности конструкции все четыре сохранившиеся летающие лодки Seadart (последние два самолета не летали) были сохранены и в настоящее время экспонируются в различных музеях. Прототип XF2Y-1 принадлежит Смитсоновскому музею и находится в Вашингтоне, в то время как прототипы YF2Y-1 находятся в аэрокосмическом музее в Сан-Диего, Бальбоа-Парк (Balboa Park), (135763), на станции авиации ВМС Уиллоу-Гров (NAS Willow Grove), штат Пенсильвания, (135764) и в авиационном музее Флориды, Лейкленд (Lakeland), (135765).

ЛЕТНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Тип: Convair F2Y-1 Seadart

Назначение: летающая лодка-истребитель

Статус: прототип

Экипаж: 1 чел.

Силовая установка: два турбореактивных двигателя Westinghouse J46-WE-12B с тягой по 5725 фунтов (2600 кгс)

Размеры:

размах крыла 33 футов 8 дюймов (10,21 м)
длина 52 фута 7 дюймов (16,03 м) [1]
высота 16 футов 2 дюйма (4,93 м)
высота с выпущенными гидролыжами 20 футов 9 дюймов (6,33 м)
площадь крыла 568 кв. футов (52,77 м²)

Масса:

пустого 12625 фунтов (5727 кг)
с полной нагрузкой 16527 фунтов (7467 кг) [2]

Летные характеристики [3]:

максимальная скорость на высоте 35000 футов (10668 м) 994 миль в час (1600 км/ч)
время набора высоты 35000 футов (10668 м) 1,7 мин
практический потолок 54800 футов (16704 м)
дальность полета (запас топлива 630 амер. галлонов [2385 л]) 513 миль

[1] YF2Y-1 №3 – 51 фут 1½ дюйма (15,53 м)
[2] YF2Y-1 – 22 000 фунтов (9979 кг)
[3] расчетные для YF2Y-1 с ТРД J46

источник: John Wegg «General Dynamics Aircraft and their Predecessors», стр.204-207