Проект истребителя-бомбардировщика/перехватчика ПВО с ВВП Bell D-188A. США

Архивная статья от 02.03.2014 года. Добавил иллюстраций.

Bell D-188A (неофициальные военные обозначения XF-109/XF3L) был инициативной разработкой двухмахового истребителя, выполненного по концепции самолета вертикальных взлета и посадки (СВПП). Проектируемый самолет должен был оснащаться восемью турбореактивными двигателями, половина которых должна была размещаться в поворотных мотогондолах. К сожалению для историков авиации разработка истребителя не продвинулась дальше макета. В случае постройки Bell D-188A стал бы одним из самых нетрадиционных из летавших когда-либо самолетов и одним из самых необычных истребителей из числа находившися на балансе ВВС США.

В 1955 году компания Bell Aircraft обратилась с просьбой к ВВС и ВМФ США разработать сверхзвуковой всепогодный истребитель-бомбардировщик/перехватчик ПВО с вертикальными/укороченными взлетом и посадкой (СВВП/СКВП). Проект был весьма амбициозным и был спроектирован для выполнения множества функций у двух различных эксплуатантов. Самолет получил обозначение Model 2000 и был предложен в двух вариантах: D-188 для ВМФ и D-188A для ВВС.

схемы Bell D-188

компоновка Bell D-188A

В компании Bell были настолько уверены в перспективах своего проекта, что версиям для флота и авиации дали обозначения XF3L-1 и XF-109, хотя ни одно из этих обозначений не было официальным. Про обозначение проекта стоит рассказать особо.

Военные обозначения XF3L-1 и XF-109 не были официальными и являлись спекуляцией со стороны компании Bell. Флот не присваивал обозначение XF3L-1, выдав проекту самолета шифр D-188, который являлся очередным в числовом ряду проектов для ВМФ. Первоначально в ВВС обозначение XF-109 было присвоено предложенному компанией Convair варианту F-106B. Однако впоследствии оно оказалось незанятым, и в компании Bell предположили, что в случае постройки D-188A это обозначение достанется проекту компании.

гипотетический вариант окраски XF3L

гипотетический вариант окраски XF-109

Таким образом обозначение XF-109, которое во многих справочниках представляется присвоенным экспериментальной серии D-188A, никогда этому проекту компании Bell не присваивалось.

макет проекта истребителя-бомбардировщика/перехватчика ПВО с КВП/ВВП D-188A 

В 1959 году ВМФ США потерял интерес к проекту компании Bell, и работы продолжились только над вариантом D-188A. 5 декабря 1960 года компанией Bell был публично представлен макет, названный как XF-109. Макет нес на вертикальном оперении серийный номер 92109. Однако, как уже было сказано, XF-109 никогда не принадлежал проекту компании Bell, а номер на киле был «списан» с 59-2109 — серийного номера ракеты Boeing CIM-10 Bomarc.

макет проекта Bell D-188A; номер на киле на самом деле принадлежал ракете Boeing CIM-10 Bomarc 

Компания рассчитывала на постройку прототипа, однако в 1961 году финансирование было прекращено: министр обороны США Макнамара сместил приоритеты в сторону программы тактического экспериментального истребителя (Tactical Fighter Experimental — TFX), приведшей к созданию машин семейства F-111.

На момент прекращения работ по проекту D-188A общая сумма расходов ВВС и ВМФ США, а также компании Bell на научно-исследовательскую работу, связанную с проектированием самолета, составили $17000000 (из них ВВС и флота составила $14500000), а общий объем НИОКР по проекту  превысил 500000 часов работы инженерно-технического персонала.

рисунок летящего Bell D-188A. К сожалению, программа разработки данного самолета была закрыта

Проект СВВП Bell D-188A не получил дальнейшего развития, но результаты проведенных компанией исследований были использованы при разработке проектов боевых СВВП в США и Германии (СВВП VJ-101C).

Содержание:

Техническое описание

Конструкция самолета

Самолет, разрабатывавшийся компанией Bell, был нетрадиционным и должен был обладать длинным, тонким фюзеляжем, выполненным в соответствии с правилом площадей. Одноместная кабина должна была располагаться в носовой, а большой киль и цельноповоротные стабилизаторы — в хвостовой части самолета.

макет кабины Bell D-188A

Крыло должно было быть высокорасположенным, прямым, тонким и обладать малым удлинением (λ = 2,42). Крыло должно было оснащаться элеронами и не иметь закрылков.

Шасси должно было состоять из двухколесной носовой стойки и основных одноколесных стоек, которые должны были убираться в ниши, расположенные в фюзеляже.

Силовая установка

Поскольку проект компании Bell представлял собой СВПП, то имеет смысл подробнее остановиться на силовой установке D-188A.

Самолет должен был иметь комбинированную силовую установку, состоявшую из восьми турбореактивных двигателей General Electric J85-GE-5; два подъемно-маршевых двигателя должны были располагаться в хвостовой части фюзеляжа, четыре — в поворачивающихся гондолах на концах крыла, и два подъемных двигателя должны были устанавливаться вертикально в носовой части фюзеляжа непосредственно за кабиной летчика. Все шесть подъемно-маршевых двигателей должны были быть снабжены форсажными камерами и должны были развивать суммарную тягу 10970 кгс, подъемные ТРД должны были развивать тягу 2360 кгс.

схема силовой установки СВВП Bell D-188A и дефлекторов для отклонения струи газов

Гондолы на концах крыла должны были поворачиваться на 100° от горизонтального положения до вертикального, вследствие чего установленные в них двигатели должны были создавать горизонтальную и вертикальную тягу и обеспечивать торможение. На режиме вертикального взлета, когда гондолы находятся в вертикальном положении, обтекатели воздухозаборников должны были смещаться вверх на 0,25 м, увеличивая тем самым площадь воздухозаборников.

Согласно проекту для улучшения посадочного маневрирования гондолы двигателей могли поворачиваться немного вперед. При выполнении вертикальных маневров воздух к подъемным двигателя должен был поступать от двух подфюзеляжных воздухозаборников.

По расчетам компании Bell истребитель-бомбардировщик D-188A c силовой установкой из восьми ТРД Дженерал Электрик J85-5 с суммарной взлетной тягой 11600 кг должен был обладать следующими характеристиками:

• — совершать вертикальный взлет и набор высоты со скороподъемностью 30 м/с;
• — совершать полет с крейсерской скоростью, соответствующей числу M = 0,9, на высоте около 10700 м на дальность 1100 км;
• — разгоняться на высоте 10700 м от скорости, соответствующей числу М = 1, до скорости, соответствующей числу М = 2, менее чем за две минуты;
• — иметь перегоночную дальность 3700 км при скорости, соответствующей числу M = 0,9;
• — при перехвате пролетать 630 км со скоростью, соответствующей числу М = 2, и возвращаться на базу с высоты 18000 м с оптимальной крейсерской скоростью;
• — при взлете с разбегом пролетать с крейсерской скоростью расстояние 1050 км, а затем 250 км со скоростью, соответствующей числу М = 2.0 с последующим бомбометанием с больших высот.

Система управления

Управление самолетом на режимах вертикального взлета и посадки и перехода должно было обеспечиваться струйной системой управления с помощью сжатого воздуха, отбираемого от компрессоров, установленных в фюзеляже двигателей. Воздух должен был подаваться к четырем соплам на концах фюзеляжа и крыла и затем вытекать через них, обеспечивая управление. Управление по тангажу могло также осуществляться изменением тяги передних и задних пар двигателей в фюзеляже.

В кабине должны были быть установлены обычные органы управления. На центральной панели должны были быть расположены приборы управления огнем и навигационные приборы, а также экран радиолокатора. Проктом была предусмотрена установка прибора, показывающего расположение центра тяжести самолета, к которому подключены датчики ТРД, создающие вертикальную тягу.

Для вертикального взлета гондолы на концах крыла должны были устанавливаться в вертикальное положение, а у размещенных в них четырех двигателях должны были включаться форсажные камеры. Затем должны были запускаться подъемные ТРД в передней части фюзеляжа, а двигатели в хвостовой части фюзеляжа, имеющие дефлекторы для отклонения выхлопной струи, должны были перевестись на режим форсажа для вертикального взлета. Самолет должен был отрываться от земли, когда все двигатели развивали бы общую тягу 12840 кгс. При этом тяговооруженность самолета составляла бы 1,14, а вертикальная скороподъемность — 0,9-1,5 м/с.

В самолете была предусмотрена система аварийного выключения двигателей, которая должна была связать попарно противоположно расположенные двигатели. Если во время вертикального полета тяга одного из двигателей уменьшилась бы до величины ниже установленной, то эта система должна была выключить не только вышедший из строя двигатель, но и противоположный.

При использовании взлета с разбегом дальность и полезная нагрузка СВВП D-188A могли быть значительно увеличены. При разбеге гондолы должны были занимать горизонтальное положение, а дефлекторы должны были полностью открываться для обеспечения максимального ускорения. Непосредственно перед отрывом от земли гондолы на концах крыла должны были отклоняться, а дефлекторы повернуться, обеспечивая отклонение струи газов вниз. При этом вертикальная составляющая тяги должна была складываться с аэродинамической подъемной силой, обеспечивая взлет с укороченным разбегом.

Проблемы разрушения взлетно-посадочной площадки также исследовались компанией Bell: были определялены температуры и распределение давлений, создаваемых направленной вниз струей газов двигателей и эрозия стартовых площадок вследствие воздействия струи газов. Было проведено более 1700 стендовых испытаний, которые показали, что обычные бетонные плиты могут длительное время выдерживать температуру 1650°С, создаваемую работающими ТРД J85-5 с форсажными камерами. Было также установлено, что обычные грунтовые поверхности после обработки смолами могут служить стартовыми площадками, а если использовать алюминиевые плиты, защищающие поверхность от непосредственного воздействия газов, то разрушения почвы не возникает даже после нескольких сот взлетов.

Система вооружения

Вооружение самолета должно было состоять из стрелкового и ракетно-бомбового. Стрелковое вооружение должно было состоять из четырех 20-мм пушек и размещаться в фюзеляже.

Ракетно-бомбовое вооружение предполагалось размещать на внешней подвеске. В варианте применения неуправляемого вооружения оно должно было состоять из 4000 фунтов (1800 кг) бомб или двух блоков 2,75-дюймовых (70-мм) НУРС по 54 ракеты в каждом. Управляемое вооружение должно было состоять из двух УР Martin AGM-12 Bullpup класса «воздух-земля» и трех УР AIM-9 Sidewinder класса «воздух-воздух».

ЛЕТНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Тип: истребитель-бомбардировщик/перехватчик ПВО

Силовая установка: 8 × ТРД General Electric J85-GE-5 с тягой 1450 кг каждый

Экипаж: 1 человек

Размеры:

длина 62 фт (18,90 м)
размах крыла 23 фт 9 дйм (7,24 м)
высота 12 фт 9 дйм (3,89 м)
площадь крыла 194 фт² (18,02 м²)

Вес:

пустого 13800 фунт (6260 кг)
с полной нагрузкой 23917 фунт (10849 кг)

Летные характеристики (расчетные):

максиамльная скорость М = 2,3
дальность 2000 морских миль (2300 миль, 3900 км)
боевой радиус 1350 миль (2170 км)
практический потолок 60000 фт (18000 м)
тяговооружённость 0.87

Вооружение:

стрелковое — 4 × 20-мм пушки

ракетно бомбовое

108 × 2,75-дйм (70-мм) НУРС
4000 фнт (1800 кг) бомб
2 × УР Martin AGM-12 Bullpup
3 × УР AIM-9 Sidewinder

Источники:

• Е.И. Ружицкий «Американские самолеты вертикального взлета»
• A J Pelletier «Bell Aircraft since 1935»
• http://en.wikipedia.org/wiki/Bell_D-188A
• http://www.secretprojects.co.uk/forum/index.php?topic=1139.0;all