Опытный истребитель Curtiss-Wright XP-55 Astender. США

Содержание:

Предисловие редакции: В начале 1940-х годов в Соединенных Штатах был создан ряд истребителей, отличавшихся использованием нетрадиционных компоновочных и аэродинамических схем. Одной из наиболее примечательных конструкций был истребитель XP-55 Ascender, представленный корпорацией Curtiss-Wright и отличавшийся аэродинамической схемой «утка». Об опытном истребителе XP-55 Astender рассказывает Хейко Мюллер.

Идея казалась столь же логичной, сколь и футуристичной. Когда весной 1940 года авиастроительное подразделение корпорации Curtiss-Wright Corporation (Curtiss-Wright) объявило о своих планах по созданию нового истребителя, оно представило проект, который радикально отличался от предыдущих проектов истребителей. На чертежах был изображен самолет со смещенным назад крылом большого относительного удлинения, установленным впереди горизонтальным оперением и толкающим винтом. Одним из преимуществ выбранной для истребителя аэродинамический схемы «утка» было меньшее сопротивление по сравнению с сопротивлением самолетов классической схемы. Ключевым критерием для главного конструктора Э. М. «Бада» Флеша (E. M. “ Bud ” Flesh) и его команды разработчиков было достижение высоких летных характеристик. Истребитель должен был летать быстрее, лучше набирать высоту и маневрировать энергичнее, чем любой другой построенный к тому времени самолет. Их целью было достижение скорости более 800 км/ч. В достижении столь высокой скорости помимо необычной аэродинамической схемы должна была принять участие и силовая установка – 24-цилиндровый рядный двигатель жидкостного охлаждения Pratt & Whitney X-1800-A3G, развивавший мощность 2000 л.с. (1470 кВт) и приводивший в движение два соосных воздушных винта противоположного вращения.

схема опытного истребителя Curtiss-Wright XP-55 Astender. Рисунок Ганса Редеманна

Несмотря на то, что в начале 1940-х годов аэродинамическая схема «утка» не была чем-то новым (самолет братьев Райт имел такую аэродинамическую схему), концепция, радикально ориентированная на достижение высоких скоростей, в то время выглядела почти как пришелец с другой планеты. Своим появлением самолет был обязан конкурсу по спецификации R-40 C-II, выпущенной 1 февраля 1940 года. Командование ВВС армии США (US Army Air Force – USAAF) требовало создания современного истребителя-перехватчика с хорошими высотными характеристиками, который через два года должен был быть запущен в серийное производство. В ответ на спецификацию поступило не менее пятидесяти проектных предложений. В июне 1940 года Командование материально-технического обеспечения (Air Material Command – AMC; [Командование МТО]) ВВС армии США поручило корпорации Curtiss-Wright продолжить разработку проекта, которому было присвоено официальное обозначение P-55, и изготовить модель для испытаний в аэродинамической трубе. Заключенный контракт также предусматривал изготовление прототипа в случае успешного подтверждения преимуществ концепции.

В корпорации Curtiss-Wright были убеждены в успехе концепции

Результаты испытаний в аэродинамической трубе модели, изготовленной из металла в масштабе 1:4, были не очень обнадеживающими. Полученные результаты привели к ожиданию некоторых проблем в части летных качеств самолета. Аэродинамическая устойчивость показалась недостаточной. Хотя впоследствии командование МТО проявило небольшой интерес к дальнейшему развитию программы P-55, в корпорации Curtiss-Wright продолжали придерживаться выбранной концепции. Будучи уверенными в успехе, в корпорации на свой страх и риск изготовили экспериментальный самолет CW-24B, имевший те же размеры, что и разрабатывающийся истребитель. 28 ноября 1941 года командование МТО дало приказ на проведение официальных испытаний экспериментальной машины. Поскольку CW-24B предназначался исключительно для аэродинамических испытаний с целью изучения летных качеств, то он специально получил простую смешанную конструкцию с фюзеляжем, сваренным из стальных труб и полотняной обшивкой, и деревянным крылом. Шасси самолета было неубирающимся. В задней части фюзеляжа был установлен 275-сильный двигатель Menasco C68-5.

с помощью экспериментального самолета Curtiss-Wright CW-24B были исследованы аэродинамические характеристики истребителя XP-55. Снимок KL-Dokumentation

испытания модели в аэродинамической трубе показали, что опытный истребитель опытного истребителя Curtiss-Wright XP-55 Astender на малых скоростях не будет иметь образцовых летных качеств. Снимок KL-Dokumentation

2 декабря 1941 года CW-24B совершил свой первый полет с аэродрома испытательного летного центра Сухое озеро Мурок (ныне авиабаза ВВС США Эдвардс). Пилотировал CW-24B заводской летчик-испытатель Харви Грей (Harvey Gray). После испытаний в аэродинамической трубе некоторая неустойчивость, особенно относительно вертикальной оси, самолета аэродинамической схемы «утка» не стала неожиданностью. Площадь вертикальных килей, установленных у законцовок крыла на его верхней и нижней поверхностях, была увеличена. Кроме того, экспериментальный самолет получил более длинные и более стреловидные законцовки крыла. Дополнительные кили над и под задней частью фюзеляжа должны были улучшить курсовую устойчивость. К маю 1942 года CW-24B совершил в общей сложности 169 полетов. Затем самолёт был отправлен в исследовательский центр НАКА, Лэнгли-филд, штат Вирджиния. Хотя экспериментальный самолет с двигателем Menasco развивал максимальную скорость всего 290 км/ч, летные испытания показали, что выбранная разработчиками аэродинамическая схема «утка» может быть использована в истребителе с высокими летными характеристиками.

крыло опытного истребителя аэродинамической схемы «утка» Curtiss-Wright XP-55 Astender несколько раз модернизировалось ч целью улучшения характеристик управляемости на малых скоростях. Отверстия в передних кромках над- и подфюзеляжных килей обеспечивали подачу свежего воздуха в двигатель. Снимок KL-Dokumentation

Даже во время этих испытаний работа над реальным истребителем продолжалась. 10 июля 1942 года корпорация Curtiss-Wright получила заказ на изготовление трех прототипов, получивших обозначение XP-55. Поскольку разработка двигателя жидкостного охлаждения Pratt & Whitney X-1800-A3G значительно отставала от графика, а позднее была даже была прекращена, то авиаконструкторам следовало обратить внимание на альтернативные варианты силовой установки и в первую очередь на Allison V-1710 (F16). Однако во время рабочего проектирования и проработки макета более лучшим вариантом оказался Allison V-1710-95, развивавший мощность 1275 л.с. (937 кВт) и вращавшим трехлопастный винт изменяемого шага. В аварийной ситуации пропеллер можно было отстрелить, и пилот мог безопасно выпрыгнуть с парашютом. Для улучшения обзора остекление кабины было изменено, и фонарь получил плоский козырек и бронестекла. Четыре 12,7-мм пулемета Colt-Browning M2 заменили первоначальный вариант вооружения, состоявший из двух 20-мм пушек и двух пулеметов. Основной бак вмещал 416 литров, а дополнительные 378 литров самолет мог нести на подвесных сбрасываемых баках.

двигатель Allison V-1710-95 с жидкостным охлаждением развивал мощность 1275 лошадиных сил. Масляный радиатор был установлен над двигателем. Снимок KL-Dokumentation

снимок крупным планом показывает кольцевой охлаждающий вентилятор. Два радиатора Preston плотно прилегают к двигателю

В начале июля 1943 года был изготовлен первый прототип ХР-55 (заводской номер 42-78845). После немедленно проведенных рулежечных испытаний 13 июля на аэродроме Скотт-филд, расположенном недалеко от завода концерна Curtiss-Wright в Сент-Луисе, состоялся первый полет. В кабине прототипа вновь сидел летчик-испытатель Харви Грей. Уже во время первого полета стало очевидно, что прототип ХР-55 требует слишком длинной взлетной полосы. Чтобы решить эту проблему, в корпорации Curtiss-Wright улучшили эффективность рулей высоты переднего горизонтального оперения, увеличив их на 15 процентов. Помимо этого, инженеры соединили закрылки крыла с триммером руля высоты, который, когда закрылки находились во взлетном положении, переключился на режим «задняя центровка».

в июле 1943 года первый прототип опытного истребителя Curtiss-Wright XP-55 Astender совершил свой первый полет. Четыре месяца спустя он разбился во время испытательного полета. Снимок KL-Dokumentation

15 ноября 1943 года по программе создания истребителя был нанесен серьезный удар. В тот день Харви Грей проверил, как XP-55 ведет себя при срыве потока. С третьей попытки самолет смог перевернуться на спину и вошел в устойчивый штопор, из которого летчик-испытатель машину вывести уже не смог. Испытания в аэродинамической трубе уже показали такое же поведение, так что это не было полной неожиданностью. Кроме того, двигатель, который еще не был оснащен системой подачи топлива во времянахождения в перевернутом положении, во время обратного штопора заглох. Спустившись примерно на пять тысяч метров, Харви Грей выпрыгнул из самолета с парашютом. При ударе о землю прототип XP-55 был полностью уничтожен.

Не прошло и двух месяцев, как 9 января 1944 года в воздух поднялся второй прототип XP-55. До этого момента специалисты по аэродинамике еще не полностью изучили причины катастрофического поведения самолета при срыве потока. Именно по этой причине самолет не был испытан в условиях медленного полета. Второй прототип XP-55 (заводской номер 42-78846) почти не отличался от своего предшественника. Только площадь хвостового оперения была немного увеличена и была изменена балансировка.

Третий прототип был лучше освоен

Только в конструкцию третьего прототипа XP-55 (заводской номер 42-78847) были внесены изменения, которые значительно улучшили характеристики при срыве потока. Законцовки крыла были увеличены и немного смещены назад, а отклонение руля высоты было немного увеличено для повышения эффективности. Однако второе изменение переднего горизонтального оперения создало новые проблемы. Внезапно оказалось, что из-за возможного теперь очень большого угла атаки при взлете мог происходить срыва потока на переднем горизонтальном оперении, в результате чего оно могли потерять свою эффективность. Необходимы были дальнейшие модификации. В конце концов инженерам все же удалось добиться от XP-55 приемлемого поведения при сваливании, хотя потери высоты при этом были слишком большими. Основным недостатком было то, что сваливание никогда не проявлялось преждевременными тряской или снижением жесткости в системе управления рулей высоты, как это обычно бывает на самолетах классической аэродинамической схемы. Поэтому было установлено акустическое предупреждение, которое своевременно предупреждало пилота.

третий прототип опытного истребителя Curtiss-Wright XP-55 Astender отличался многочисленными улучшениями конструкции и нес вооружение. Он принял участие в испытаниях вооружения. Снимок KL-Dokumentation

Отверстия в передних кромках над- и подфюзеляжных килей обеспечивали подачу свежего воздуха в двигатель. Снимок KL-Dokumentation

Только третий прототип ХР-55 получил запланированное вооружение в виде четырех пулеметов Colt-Browning M2. После этого ВВС армии США провели обширные испытания вооружения третьего прототипа и соответствующим образом модернизированного второго прототипа. Летчики-испытатели были вполне довольны поведением самолета в полете с набором высоты и в скоростном полете. Поведение самолета в полете на малых скоростях и при выполнении посадки оставались критическими. Из-за практически отсутствующих усилиях на рулях направления летчику было сложно пилотировать XP-55 на данных этапах. С максимальной скоростью 624 км/ч самолет с двигателем Allison, у которого также были проблемы с охлаждением, сильно отставал от запланированной максимальной скорости более 800 км/ч. Более мощный рядный двигатель Pratt & Whitney, который первоначально планировалось установить и который мог бы исправить ситуацию, отсутствовал.

вооружение опытного истребителя Curtiss-Wright XP-55 Astender было сконцентрирован в носовой части фюзеляжа. Снимок KL-Dokumentation

на виде спереди показано большое преимущество аэродинамической схемы «утка»: ее чрезвычайно низкое лобовое сопротивление обещало высокие скорости полета. Снимок KL-Dokumentation

Опытный истребитель Curtiss-Wright XP-55 Astender, безусловно, входит в число лучших разработок того времени. Тем не менее, он стоит в ряду весьма примечательных разработок, с помощью которых несколько американских авиастроительных компаний стремились открыть новые горизонты для создания более мощных истребителей с поршневыми двигателями. К ним относятся истребитель аэродинамической схемы «бесхвостка» Northrop XP-56, который разрабатывался параллельно с проектом корпорации Curtiss-Wright, и Consolidated Vultee XP-54. С началом реактивной эры все они устарели. В корпорации Curtiss-Wright планировали оснастить XP-55 реактивным двигателем и тем самым достичь ожидаемых характеристик. Однако этот проект так и не был реализован, и вся программа была закрыта.

До наших дней дожил только один из трех прототипов XP-55. 27 мая 1945 года более стали тысяч зрителей стали свидетелями крушения третьего прототипа. В тот день XP-55 (42-78847) выполнял демонстрационный полет в рамках авиашоу, проходившего на авиабазе Райт-филд; во время полета машина выполняла бочку и врезалась в землю. Оставшийся второй прототип десятилетиями хранился на складе Гарбера Национального музея воздухоплавания и астронавтики – музея Смитсоновского института. В 2003 году этот последний прототип XP-55 реставрировался в мастерской Музея истории авиации Каламазу, Портадж, штат Мичиган. В настоящий момент второй прототип является экспонатом Музея истории авиации Каламазу.

ЛЕТНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Тип: Curtiss-Wright XP-55 Astender

Назначение: истребитель

Статус: прототип

Экипаж: 1 человек

Силовая установка: один 12-цилиндровый рядный двигатель жидкостного охлаждения Allison V-1710-95, развивавший при 3000 об/мин мощность 1275 л.с. (937 кВт)

Размеры:

размах крыла 13,57 м
длина 7,54 м
высота 3,06 м
площадь крыла 21,83 м²

Масса:

пустого 2878 кг
полезной нагрузки 714 кг
максимальная взлетная 3592 кг

Удельная нагрузка:

на крыло 164 кг/м²
на мощность 2,8 кг/л.с.

Летные характеристики:

максимальная скорость на высоте 5500 метров 624 км/ч
скороподъемность 12,5 м/с
время набора высоты 3000 метров 7,1 мин
практический потолок 11050 м
дальность полета 1014 км
взлетная дистанция с набором высоты более 15 метров 1520 м
посадочная дистанция с заходом на посадку с высоты 15 метров 916 м

Вооружение: четыре 12,7-мм пулемета Colt-Browning M2 с боезапасом по 200 патронов в ствол

источник: Heiko Müller «Curtiss XP-55 Astender. Jäger mit radikalem Design» «Klassiker der Luftfahrt» 2004-01, Seiten 47-52

перевод впервые опубликован — https://vk.com/@710541705-opytnye-istrebiteli-curtiss-wright-xp-55-astender-ssha