Опытный палубный истребитель Grumman XF10F-1 Jaguar. США

Опытный палубный истребитель Grumman XF10F-1 Jaguar. США

Разработка этого уникального самолета – первого в мире истребителя с изменяемой геометрией крыла [1] – была начата в ноябре 1946 года для удовлетворения контрактных обязательств по представлению проектных данных варианта истребителя XF9F-2/XF9F-3 с крылом переменной стреловидности. От представленного 3 сентября 1947 года проекта Design 83 осталось очень мало, но известно, что в нем передняя часть фюзеляжа, кабина и ТРД J42,оставшиеся от F9F-2, сочетались с треугольным крылом со срезанными законцовками, Т-образным стреловидным хвостовым оперением и стандартным выхлопным соплом в задней оконечности фюзеляжа.

Несмотря на несоответствие первоначальным требованиям управление аэронавтики ВМС США увидело достоинства в предложенном компанией Grumman проекте Design 83 и выпустило письмо о намерениях: в начале декабря 1947 года на продолжение проектных работ, а 7 апреля 1948 года – на разработку и изготовление двух прототипов XF10F-1. В то время датой начала летных испытаний был назначен на август 1949 года; позднее оказалось, что данные расчеты были крайне оптимистичными. Последовал долгий период созревания проекта, в течение которого часто изменявшиеся требования ВМС США и навязанная ненадежная силовая установка [2] обрекли этот чрезмерно амбициозный проект на неудачу.

За три года между выпуском первоначального письма о намерениях и декабрем 1950 года, когда руководство компании Grumman и командование управления аэронавтики окончательно договорились о подробных спецификациях на новый палубный истребитель, проект был полностью переработан. Окончательный вариант представлял собой самолет с крылом изменяемой геометрии не имел ничего общего с имевшим прямое крыло F9F-2 и проектом Design 83 с измененным треугольным крылом.

Возглавляемая Гордоном Израэлем (Gordon Israel) проектная группа стремилась создать палубный истребитель, в конструкции которого сочетались трансзвуковая скорость полета и хорошие характеристики управляемости на малых скоростях. Для тех лет это было труднодостижимое сочетание характеристик. Эта сложная задача осложнялась постоянным потоком диктуемых управлением аэронавтики изменений и требований и радиолокационному оборудованию, дальности полета, более мощному вооружению и т.д., что приводило к увеличению размеров и массы самолета. Так если у первоначального проекта Design 83 размах крыла и нормальный взлетный вес составляли 32 футов 4 дюймов (9,88 м) и 18730 фунтов (8496 кг), то в спецификации декабря 1950 года на прототип XF10F-1 эти показатели были равны 50 футов 7 дюймов (15,42 м) и 31225 фунтов (14164 кг). В ходе работ по достижению требуемых низкоскоростных характеристик инженеры компании Grumman осенью 1948 года предложили крыло с изменяемым углом атаки и, наконец, в июле 1949 года крыло с изменяемой геометрией.

схема опытного палубного истребителя Grumman XF10F-1 Jaguar

Как указано в выпущенной в декабре 1950 года детальной спецификации XF10F-1 был оснащен высокорасположенным крылом, консоли которого с помощью гидравлического привода поворачивались относительно одиночных центров вращения и изменяли свою стреловидность в диапазоне углов от 13,5° до 42,5°. Максимальная стреловидность должна была использоваться в верхней оконечности диапазона летно-технических характеристик, а хорошие характеристики управляемости на малых скоростях должны были быть получены с крылом минимальной стреловидности и с использованием всей механизации крыла: предкрылки, расположенные по всему размаху консолей, и закрылки Фаулера, занимавших более 80% задней кромки. Поперечное управление осуществлялось элеронами и интерцепторами (по четыре выше и ниже каждой консоли крыла), а продольное управление – треугольным стабилизатором, который в свою очередь приводился в движение сервокомпенсатором, расположенным перед длинным обтекателем. Основные стойки убирались в пузатый фюзеляж; их ниши были расположены под компрессором двигателя. Воздух к ТРД Westinghouse J40 поступал через воздухозаборники, расположенные в передней части фюзеляжа. Топливные баки были размещены в крыле и фюзеляже и имели общий объем 1573 амер. галлонов (5954 л). В дополнение к нему самолет мог нести два 300-галлонных (1136 л) подвесных топливных бака, которые размещались под консолями крыла на поворотных пилонах. Баки сохраняли свое положение параллельно осевой линии самолета все зависимости от угла стреловидности крыла. Серийные самолеты должны были быть оснащены расположенным в передней части фюзеляжа радаром AN/APS-25. Встроенное вооружение истребителя состояло из четырех 20-мм пушек. Дополнительно истребитель на поворотных подкрыльевых пилонах мог нести два блока неуправляемых ракет, каждый из которых содержал 24 ракеты FFAR калибром 2,75 дюйма (70 мм) или 6 ракет HPAG калибром 5 дюймов (127 мм) [3], или 2000 фунтов (908 кг) бомб.

Еще до того как постройка первого прототипа была завершена, будущее истребителя Jaguar казалось безоблачным, поскольку вспыхнувшая в Корее война придала этим работам новую актуальность и срочность. В августе 1950 года управление аэронавтики заказ на два прототипа (номера BuNo 128311-BuNo 128312), оснащенных Westinghouse XJ40-WE-6 [4], был дополнен заказом на десять предсерийных самолетов (номера BuNo 131379 – BuNo 131386) ч двигателями XJ40-WE-6 или, если будет возможно, J40-WE-8 [5]. Позднее были заключены контракты на 123 серийных истребителя F10F-1 (номера BuNo 131256 – BuNo 131378) и на восемь F10F-1P (номера BuNo 131379 – BuNo 131386); все машины должны были быть оснащены двигателями J40-WE-8. Однако после того как прототип XF10F-1 столкнулся с серьезными проблемами устойчивости и управляемости, а его двигатель абсолютно не отвечал требованиям, программа первого в мире истребителя с крылом изменяемой геометрии была закрыта.

Поскольку программа двигателя J40 уже отставала от графика, то на первый прототип XF10F-1 был установлен не имевший системы дожигания двигатель XJ40-WE-6, развивавший на максимальном режиме тягу 6800 фунтов (3085 кгс). С этим двигателем машине в Бетпейдже (Bethpage), штат Нью-Йорк предстояло выполнить проверки состояния систем и низкоскоростные рулежки по аэродрому. 16 апреля 1952 года XF10F-1 (номер BuNo 128311) был частично разобран и погружен на борт Douglas C-124, который доставил прототип на авиабазу ВВС США Эдвардс, штат Калифорния, где вдали от посторонних глаз в пустыне Мохав можно было без проблем провести начальные испытания этого истребителя.

прототип палубного истребителя Grumman XF10F-1 Jaguar в Бетпейдже, 12 апреля 1952 года. На верхнем снимке крыло имеет максимальную стреловидность, на нижнем – минимальную с выпущенными предкрылками (Grumman)

Первый полет состоялся 19 мая 1952 года и продолжался 16 минут; в кабине самолета сидел летчик-испытатель Кевин Х. «Корки» Мейер (Corwin H ‘Corky’ Meyer). Первый полет был омрачен невозможностью убрать предкрылки, чрезмерным изменением балансировки при изменении закрылками своего положения и бафтингом руля направления. Два дня спустя второй полет завершился посадкой с двигателем, который перестал работать из-за неисправного электронного блока управления подачей топлива. Поскольку проведенные ранее рулежечные испытания подтвердили результаты, полученные во время продувок в аэродинамической трубе и на контрольной линии и предсказывавшие проблемы в продольном управлении при первоначальной конструкции горизонтального оперения, то было совершенно ясно, что испытания XF10F-1 будут чем угодно, но только не рутиной. Более поздние испытания выявили дополнительные проблемы в планере и силовой установке, однако те же испытания показали, что механизм изменения стреловидности крыла является надежным и эффективным.

прототип палубного истребителя Grumman XF10F-1 Jaguar взлетает с сухого озера Мюрок, авиабаза Эдвардс, штат Калифорния; 19 мая 1952 года. На заднем плане видны юкки коротколистные (Grumman)

Так как компания Grumman никак не могла повлиять на недостатки силовой установки, то ее сотрудники занялись исправить многочисленные проблемы устойчивости и управляемости, преследовавшие прототип на протяжении всего времени испытаний. Заслуживающими внимания изменениями являются установка горизонтальных поверхностей, расположенных в нижней задней части фюзеляжа (впервые испытаны 9 сентября 1952 года), тестирование более крупных горизонтальных хвостовых поверхностей (испытаны в январе 1953 года) и замена первоначально установленного треугольного стабилизатора на оснащенное силовым приводом горизонтальное оперение истребителя F9F-6 (апрель 1953 года). Последнее из этих изменений казалось многообещающим, но, тем не менее, 1 апреля 1953 года управление аэронавтики отменило контракты на серийное производство. Последовавшая затем постановка на прикол всех самолетов, оснащенных двигателями J40, означала конец карьеры XF10F-1. Второй прототип XF10F-1, который на тот момент был завершен на 90%, был отправлен в расположенный в Филадельфии центр авиационных материалов ВМС США, где совместно с первым прототипом был использован в испытаниях на удар при столкновении с барьером.

прототип палубного истребителя Grumman XF10F-1 Jaguar с горизонтальным оперением истребителя F9F-6 (Grumman)

К 25 апреля 1953 года – дате завершения летных испытаний – первый прототип побывал в небе 32 раза; максимальная продолжительность полета XF10F-1 составляла 67 минут. Он никогда не поднимался выше 31500 футов (9600 м). Поскольку XF10F-1 был оснащен двигателем без форсажной камеры и, следовательно, был недостаточно тяговооруженным, то в горизонтальном полете он смог развить лишь M = 0,86 и в пикировании M = 0,975. Однако следует заметить, что даже в случае установки двигателя с системой дожигания топлива серийные истребители F10F-1 вряд ли смогли бы достигнуть расчетных характеристик в силу недостаточной тяговооруженности.

ЛЕТНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Тип: Grumman XF10F-1 Jaguar

Назначение: палубный истребитель

Статус: прототип

Экипаж: 1 чел.

Силовая установка: один J40-WE-8, который на максимальном режиме развивал тягу 7400 фунтов (3357 кгс), на форсажном режиме 10900 фунтов (4944 кгс)

Размеры:

размах крыла
• минимальная стреловидность 50 футов 7 дюймов (15,42 м)
• максимальная стреловидность 36 футов 8 дюймов (11,18 м)
• сложенные консоли 24 фута 9 дюймов (7,54 м)
длина 54 фута 5 дюймов (16,59 м)
высота 16 футов 3 дюйма (4,95 м)
площадь крыла
• минимальная стреловидность 467 кв. футов (43,39 м²)
• максимальная стреловидность 450 кв. футов (41,81 м²)

Масса:

пустого 20426 фунтов (9265 кг)
с полной нагрузкой 27450 фунтов (12451 кг)
максимальная 35450 фунтов (16080 кг)
удельная нагрузка на крыло 58,8…61,0 фунтов на кв. фут (287,0…297,8 кг/м²)
удельная нагрузка на мощность 2,5 фунтов на фунт тяги (2,5 кг на кг тяги)

Летные характеристики (расчетные данные):

максимальная скорость на уровне моря 710 миль в час (1142 км/ч)
крейсерская скорость 478 миль в час (769 км/ч)
скороподъемность 13350 футов в мин (68 м/с)
практический потолок 45800 футов (13960 м)
дальность полета
• нормальная 1670 миль (2685 км)
• максимальная 2090 миль (3365 км)

[1] Messerschmitt P.1101 и Bell X-5 являются экспериментальными самолетами. До окончания войны постройка P.1101 не была завершена, и по правде коворя он не был полноценным самолетом с изменяемой геометрией крыла, поскольку стреловидность консолей изменялась в диапазоне 35…45 градусов. X-5, который впервые поднялся в воздух 20 июня 1951 года, – всего за 11 месяцев до XF10F-1, – имел крыло с изменением угла от 20 до 60 градусов
[2] ТРД Westinghouse J40 стал причиной закрытия ряда программ, разрабатывавшихся в интересах америкаских ВМС
[3] FFAR (Folding Fin Aircraft Rocket) – авиационная ракета со складывающимся оперением; HPAG (High-Performance Air-to-Ground) – ракета класса воздух-земля с высокими характеристиками
[4] на максимальном режиме развивал тягу 7310 фунтов (3316 кгс), на форсажном режиме 10900 фунтов (4944 кгс)
[5] на максимальном режиме развивал тягу 7400 фунтов (3357 кгс), на форсажном режиме 10900 фунтов (4944 кгс)

источник: René J. Francillon «Grumman Aircraft since 1929», стр.345-349