Опытный стратегический самолет-разведчик Republic XF-12 Rainbow. США

Republic XF-12 Rainbow был прототипом четырехмоторного цельнометаллического разведывательного самолета, разработанного в конце 1940 годов американской компанией Republic Aviation Company. Как и большинство крупных самолетов тех лет, он оснащался радиальными двигателями; данном случае речь идет о моторах Pratt & Whitney R-4360 Wasp Major. Самолет был разработан с обеспечением максимальной аэродинамической эффективности. XF-12 назывался самолетом четырех летающих четверок, поскольку у него были четыре двигателя, крейсерская скорость 400 миль/ч (644 км/ч), дальность полета в 4000 миль (6436 км) и потолок в 40000 футов (12192 м). Хотя XF-12 Rainbow был весьма передовым самолетом, в послевоенные годы ему пришлось конкурировать с технологически более современными реактивными машинами. Как следствие, в производство этот самолет запущен не был.

Разработка

Первоначальное предложение по созданию самолета было сделано в конце 1943 года расположенным на авиабазе Райт-Филд (Wright Field) командованием авиационно-технической службы (Air Technical Service Command) авиационного корпуса армии США (United States Army Air Corps — USAAC). Предложение по созданию разведывательного самолета включали требования скорости (400 миль/ч [644 км/ч]), потолку (40000 футов [12192 м]) и дальности (4000 морск. миль [7408 км]). Основной задачей нового самолета должны были стать высокоскоростные пролеты над островами Японской метрополии и ключевыми объектами противника. Во время Второй Мировой войны в связи с действовавшими на Тихоокеанском ТВД требованиями по увеличению дальности полета к выполнению разведывательных вылетов были привлечены не подходящие для этого самолеты — истребители и бомбардировщики — и как следствие срочно встал вопрос о необходимости принятия на вооружение специализированного самолета-фоторазведчика. Для успешного выполнения поставленных задач новый самолет должен был иметь высокие характеристики скорости, дальности и высоты полета.

В августе 1943 года полковник Элиот Рузвельт [1] рекомендовал приобретение специализированных самолетов-фоторазведчиков с высокими летными характеристиками. По мнению Рузвельта, эти машины должны были обеспечить сбор информации и расшифровку фотоснимков целей перед нанесением ударов по ним, после чего должны были следовать дополнительные облеты по обеспечению анализа нанесенных ударов и облегчению принятия решения относительно уничтожения целей. Также характеристики самолетов данного типа должны предоставить командирам подразделений возможность делать важнейшие стратегические решения и определять цели последующих рейдов.

XF-12 компании Republic Aviation был попыткой выполнения данных требований. В то время его основным конкурентом был Hughes XF-11. Оба самолета были представлены на рассмотрение примерно в одно время и оба оснащались новыми двигателями Pratt & Whitney R-4360. Свой первый полет XF-12 совершил 4 февраля 1946 года. Во время последующего периода летных испытаний и доработки самолет компании Republic продемонстрировал способность выполнять полеты на высоте 45000 футов (14000 м) и скорости 470 миль/ч (740 км/ч) с дальностью 4500 миль (7200 км), что превышало требования задания, по которому он создавался. Ни XF-11, ни XF-12 не были приняты на вооружение Военно-воздушных сил Армии США (было приобретено лишь по два самолета), поскольку потребность в таких машинах после окончания Второй Мировой войны отпала.

Когда XF-12 был модифицирован путем установки «всепогодного» оборудования и оснащения новыми двигателями, способными обеспечить кратковременный форсированный режим, то он неожиданно приобрел большое значение в глазах ВВС США и государственного департамента. В качестве мощного оружия разведки XF-12 имел возможность выполнять сверхдальние полеты на больших высотах и скоростях и делать фотографии объектов противника, как днем, так и в условиях ограниченной видимости. В теории эта

«летающая фотолаборатория»,

действуя с северных баз (Аляска и Канада), была способна картографировать обширные участки арктической территории и выполнять разведывательные полеты, оставаясь почти неуязвимой.

Конструкция самолета

В конструкции XF-12 первоочередное внимание было уделено снижению сопротивления самолета. Многие из особенностей машины были внесены в конструкцию благодаря значительному опыту, накопленному компанией Republic при разработке истребителей. Форма фюзеляжа самолета стала крайним случаем абсолютного недопущения каких-либо компромиссов в области аэродинамики. В журнале «Aviation Week» так прокомментировали внешний вид фюзеляжа:

«острый нос и цилиндрическая сигарообразная форма XF-12 исполняют мечты авиационных инженеров об аэродинамически бескомпромиссной конструкции самолета». 

Для выполнения функций разведчика позади крыла в фюзеляже находились три отсека с фотографическим оборудованием. Один был вертикальным, второй — разделенный по вертикали (split vertical), а третий – триметрогонный (trimetrogon); в каждом отсеке была установлена шестидюймовая камера Fairchild K-17. Для ночных разведывательных миссий XF-12 имел большой отсек в нижней части фюзеляжа, в котором размещались 18 осветительных фотобомб большой яркости. Бомбы предназначались для сброса над объектом разведки. Для обеспечения максимальной аэродинамической чистоты все отсеки были оснащены электроприводом, расположенным с внутренних сторон втяжных створок. Для исключения искажений объективы камер были оснащены электрообогревом. Все это было объединено для выполнения полноценных фотосъемок во время выполнения высокоскоростных полетов.

Также XF-12 нес большое количество фотографического оборудования, включая полный комплект оборудования для фотолаборатории, позволявший выполнять в полете проявку кинопленок и печать фотографий. Комплект оборудования был дополнен регулируемыми стеллажами для хранения, способными разместить контейнеры для пленок любых размеров и дополнительную фототехнику. Наличие так богато оснащенных оборудованием самолетов позволило бы подразделениям разведывательной службы Армии США иметь непосредственный доступ к разведданным без задержек на обработку.

Для достижения высокой эффективности трапециевидное крыло XF-12 Rainbow имело прямые законцовки и большое относительное удлинение. Вместо обычных створок охлаждения, создававших слишком большое сопротивление, и для облегчения охлаждения потоком воздуха двигатели имели механизмы сдвига капотов. Помимо этого в передней части каждого капота двигателя непосредственно позади обтекателя втулки воздушного винта была установлена двухступенчатая «крыльчатка вентилятора» («impeller fan»). Это позволило разместить двигатели в аэродинамически эффективные плотные капоты и обеспечить охлаждение моторов достаточным воздушным потоком. Когда сдвижное кольцо капота было закрыто (во время полета), воздух, используемый для охлаждения двигателя, проходил через каналы в мотогондоле и выбрасывался через выхлопное отверстие. Это конструктивное решение обеспечивало прирост результирующей тяги силовой установки вместо обычного сопротивления системы охлаждения.

Весь воздух, поступавший в заборники двигателей, маслорадиаторы, промежуточные охладители проходил через переднюю кромку консолей крыла между внутренним и внешним двигателями. Это позволило уменьшить общее сопротивление по сравнению с входами для отдельных компонентов. Кроме того, поскольку воздух брался из расположенной в передней части крыла зоны высокого давления, то это обеспечивало посредством скоростного напора воздуха увеличение мощности и улучшенные охлаждение масла и работу промежуточных охладителей. Приемная часть крыла составляла 25% его общего размаха. Она была широко испытана в аэродинамической трубе для определения эффективности входного и выходного контуров. Охлаждающий воздух после использования при помощи каналов направлялся в заднюю часть фюзеляжа и создавал дополнительную тягу. Общая длина гондолы двигателя была примерно такой же, как и длина истребителя Republic P-47 Thunderbolt. Каждый двигатель XF-12 оснащался двумя турбокомпрессорами компании General Electric, расположенными в кормовой части гондолы.

Выхлопные отверстия двигателей Pratt & Whitney R-4360 размещались в задних частях гондол и создавали дополнительную тягу. Исследования показали, что выхлопная система каждого двигателя при полете на высокой скорости на высоте 40000 футов (12192 м) создавала тягу, эквивалентную 250 л.с..

Первоначальный проект XF-12 предусматривал установку трехлопастных винтов противоположного вращения подобным тем, что использовались на первоначальном варианте XF-11. Однако из-за дополнительной сложности и проблем с надежностью эти винты так и не были установлены. Вместо них на самолете во время выполнения всех полетов были использованы стандартные четырехлопастные винты компании Curtiss Electric.

История применения

10 июля 1947 года во время посадки первый прототип получил повреждения. В этот день самолет проходил испытания по определению максимального посадочного веса. Во время одной особенно жесткой посадки правая основная стойка шасси была рассечена в гондоле двигателя. Самолет тяжело отрикошетил от поверхности ВПП и снова поднялся в воздух. Летчику-испытателю удалось сохранить контроль над самолетом и набрать безопасную высоту. Он продолжил полет с целью выработки оставшегося топлива, тем самым облегчая самолет и уменьшая вероятность возникновения пожара. После выработки избыточного топлива он совершил посадку на носовой и левой основной стойках шасси. Пилот приземлился, поддерживая правую консоль крыла и перед самим касанием ВПП гася скорость самолета настолько, насколько это было возможно. Во время этого инцидента самолет получил значительный ущерб. Лонжерон правого крыла был разорван, двигатели №№3 и 4 нуждались в замене из-за контакте с поверхностью. Самолет был отремонтирован компанией Republic и затем был возвращен в строй.

Единственным внешним отличием между первым и вторым прототипами стало добавление жалюзей системы охлаждения на верхние части капотов двигателей. По составу оборудования второй прототип был более близок к «совершенству» чем первый. Второй самолет нес полностью готовый к эксплуатации набор разведывательного оборудования, которое могло понадобиться в ходе последующих испытаний.

Позднее, когда ВВС Армии США были отделены от Армии и стали самостоятельным видом вооруженных сил — ВВС США, XF-12 получил новое обозначение XR-12.

Самой успешной частью летной эксплуатации XF-12 является операция «Вид с птичьего полёта» («Operation Bird's Eye»). Данная миссия была задумана для демонстрации всех возможностей фотооборудования недавно переобозначенного XF-12. 1 сентября 1948 года второй прототип XF-12 вылетел из лётно-испытательного центра ВВС США Мюрок, штат Калифорния, и, взяв курс на запад — в сторону Тихого океана, — стал набирать высоту. По достижении высоты крейсерского полета 40000 футов (12192 м) XF-12 повернул на восток и начал фотографировать всю свою траекторию полета над территорией Соединенных Штатов. Экипаж отснял непрерывную полосу киноленты длиной 325 футов (99 м). Пленка состояла из 390 отдельных фотографий (10 дюймов [254 мм] на кадр) и охватывала поле зрения шириной 490 миль (788 км). Самолет совершил посадку на аэродроме Митчелл-Филд, Гарден-Сити (Лонг-Айленд, г. Нью-Йорк), завершив полет длительностью 6 часов 55 минут. Средняя скорость полета составила 361 миль/ч (581 км/ч), таким образом на один снимок приходились 1 мин 4 сек. Снимки этого впечатляющего полета были представлены в выпуске журнала «Life» от 29 ноября 1948 года, а полученный диафильм экспонировался в Нью-Йорке на состоявшемся в 1948 году съезде Ассоциации ВВС США (U.S. Air Force Association Convention).

Однако во время выполнения этого рекордного полета ВВС США отменили программу XF-12. Основной причиной закрытия стало наличие бомбардировщиков Boeing B-29 Superfortress и Boeing B-50 Superfortress, способных выполнять функции дальних фоторазведчиков вплоть до принятия на вооружение обладавших более высокими характеристиками Boeing RB-47 Stratojet. Для ВВС США B-29 и B-50 были менее дорогостоящими «взятыми с полки» вариантами.

Однако компания Republic не желала сдаваться и планировала построить на базе XF-12 авиалайнер, присвоив данному варианту внутрифирменное обозначение RC-2. Этот вариант должен был стать «растянутой» версией XF-12, увеличенной в длину 93 футов 9 дюймов (28,56 м) до 98 футов 9 дюймов (30,1 м). Данная фюзеляжная «вставки» должна была быть добавлена перед крылом. Изменения должны были коснуться и носовой части фюзеляжа: вместо выполненного из плексигласа носового узла должна была прийти цельнометаллический нос с раздвоенным лобовым стеклом. Емкость топливных баков должна была увеличиться, а силовая установка должна была состоять из более мощных и менее высотных двигателей Pratt & Whitney R-4360-59, которые заменили двигатели Pratt & Whitney R-4360-31 (версия для ВВС США). Вместо двух турбонагнетателей на модели для ВВС США каждый двигатель будущего авиалайнера должен был оснащаться только одним турбонагнетателем. Самолет, предназначенный для перевозки 46 пассажиров и 7 членов экипажа, должен был богато оснащаться оборудованием. Самолет должен был быть полностью герметичным с давлением в пассажирском салоне как на уровне моря, иметь кондиционирование воздуха, электрический камбуз, обеспечивающий пассажиров горячим питанием, и гостиную для отдыха в полете. Пассажирский самолет должен был быть способен летать в любую погоду на высоте 40000 футов (12192 м) с крейсерской скоростью 435 миль/ч (700 км/ч). Однако эта версия XF-12 так и не была построена.

Из-за отсутствия заказа со стороны ВВС США, компенсировавшего бы затраты на разработку и оснастку, стоимость строительства гражданских самолетов взлетела бы до небес. В результате две компании (American Airlines и Pan American World Airways [Pan-Am]), разместившие предварительные заказы на поставку, отменили свои заявки из-за дополнительных затрат на единицу продукции. С экономической точки зрения RC-2 не был реализуем в связи с имевшимися в то время другими проектами, такими как Lockheed Constellation и Douglas DC-6. Машины компаний Lockheed и Douglas могли нести большее число пассажиров при меньшей стоимости перевозки на милю полета. Кроме того, после окончания Второй Мировой войны оказалось большое количество ставших уже ненужными военно-транспортных самолетов Douglas C-54 Skymaster. Эти бывшие транспортные самолеты было легко приспособить для выполнения пассажирских полетов, кроме того, стоимость переделки транспортного самолета в авиалайнер составляла лишь часть покупки нового самолета. В отсутствие дополнительных заказов компания Republic отменила все дальнейшие планы постройки не только XF-12, но и также RC-2, остановившись только на двух первоначальных прототипах.

7 ноября 1948 года при возвращении на авиабазу Эглин (Eglin Air Force Base), штат Флорида, в 13:00 разбился второй прототип (44-91003). Двигатель №2 (левый внутренний) взорвался, когда самолет возвращался из испытательного полета на определение соответствия функциям фоторазведчика. В связи с сильным бафтингом пилот не смог сохранить управление машиной и приказал экипажу покинуть самолет. Пять членов экипажа, включая пилота Линн Хендрикса (Lynn Hendrix), благополучно парашютировались и были выловлены из воды спасательными катерами и вертолетами авиабазы Эглин. Самолет рухнул в двух милях южнее авиабазы в залив Чохточахчи (Choctawhatchee Bay); сержант Вернон Б. Палмер (Sgt. Vernon B. Palmer) и мастер-сержант Виктор К. Райберди (M/Sgt. Victor C. Riberdy) погибли. Первый прототип, вернувшийся в строй в 1948 году, продолжил летные испытания и этап доводки. После отказа ВВС США от заказа какого-либо дополнительного самолета и в связи с потерей второго прототипа период летных испытаний был близок к завершению. В июне 1952 года первый прототип (44-91002) был списан (в 1949-52 годах машина налетала дополнительные 117 часов) и закончил свое существование в качестве мишени на полигоне Абердин, штат Мэриленд.

Если бы XF-12 Rainbow появился в 1944 году, то он почти неизбежно был бы заказан в больших количествах, равно как и его гражданский вариант, что, несомненно, привело бы к существенному изменению послевоенной структуры рынка авиаперевозок. Однако, несмотря на свои высокие характеристики и изящные линии XF-12 исчез в небытие. Согласно Махату (Machat) XF-12 Rainbow является высшим достижением среди многодвигательных поршневых самолетов. Его высокая скорость, почти идеальные обтекаемые формы и тщательно закапотированные двигатели сделали XF-12 классикой дизайна, которую, к сожалению, зачастую недооценивают и которая не очень хорошо известна. XF-12 был самым быстрым четырехдвигательным поршневым самолетом своего времени, единственным из них, кто мог в горизонтальном полете развивать скорость свыше 450 миль/ч (724 км/ч). Ближайшими к XF-12 Rainbow были оснащенные двигателями Wasp Major разведчики (переделаны из бомбардировщиков) Boeing RB-50B, которые на высоте 25000 футов (7620 м) могли развивать скорость всего 385 миль/ч (620 км/ч).

схемы опытного самолета разведчика Republic XF-12 Rainbow

ЛЕТНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

1. сын президента США Франклина Делано Рузвельта и командир летавшей на F-5 [модифицированный P-38] разведывательной авиагруппы 3 [3d Reconnaissance Group]

источник: http://en.wikipedia.org/wiki/XF-12_Rainbow