Проект турельного истребителя-перехватчика Boulton Paul P.92 и экспериментальный самолет Boulton Paul P.92/2. Великобритания

Хотя прототип турельного истребителя Defiant был построен в 1936 году и даже еще не выиграл заказ на производство у других конкурентов по спецификации F.9/35, Министерство авиации уже рассматривало его замену. Существовало широко распространенное мнение, что более тяжелые конструкции новых цельнометаллических бомбардировщиков смогут выдержать быстрые заходы на цель для открытия огня со стороны находящихся на вооружении истребителей, оснащенных стандартными пулеметами винтовочного калибра. Считалось, что пушки будут необходимы для обеспечения требуемого веса залпа. Спецификация F.9/35 требовала самолет, отличающийся четырьмя 7,7-мм пулеметами в турели с механическим приводом. Следующее поколение истребителей такого класса должно было нести четыре 20-мм пушки в турели с механическим приводом и должно было иметь гораздо более высокие характеристики. 

В марте 1936 года была опубликована спецификация F.18/36, требовавшая двухдвигательный трехместный самолет с четырехпушечной турелью, который должен был летать со скоростью 375 миль/ч (603 км/ч) на высоте 15 000 футов (4572 м). Эта спецификация оказалась весьма изменчивой, поскольку было предпринято обсуждение о способности авиационной промышленности удовлетворить требования указанных в ней характеристик с существующими двигателями и технологиями. Также были высказаны предложения в отношении лучшего вооружения проекта.

Было предложено отказаться от сбрасываемой на бомбардировщики противника 250-фунтовой (113 кг) фугасной бомбы, затем отказались от предложенной Хью Даудингом (Hugh Dowding) 23-мм пушки. Концентрирование вооружения в турели было еще спорным, и было предложено множество проектов с комбинацией установки пушек в носу/крыле/турели. Требование скорости было изменено несколько раз, но, в конце концов, остановилось на 370 миль/ч (595 км/ч) на высоте 15 000 футов (4572 м). Приглашения к участию в тендере были опубликованы в марте 1937 года.

Компания Boulton Paul сразу же заинтересовалась этой спецификацией и не в последнюю очередь потому, что опасалась, что заказ на P.82 будет отменен в пользу более крупных машин. В Норвиче работы над прототипом P.82 продвинулись далеко вперед, но задержки были готовы последовать после перевода прототипа в Вулверхэмптон (Wolverhampton). Новый проект был пронумерован как P.92 и спроектирован в ответ на выпущенную 26 мая 1937 года переписанную спецификацию F.11/37.

Она требовала вооруженный четырьмя 20-мм пушками Hispano трехместный дневной и ночной истребитель. Пушки должны были устанавливаться в турели с механическим приводом и должны были быть способными вести огонь по азимуту в 360°, в том числе прямо перед собой, с большими углами возвышения и склонения. Поле зрения стрелка в верхней полусфере не имело препятствий. Рабочее место стрелка вращалось вместе с турелью. Кабина пилота должна была иметь отличный обзор, необходимый для ночных полетов. Максимальная скорость должна была быть, по крайней мере, 370 миль/ч (595 км/ч) на высоте 35 000 футов (10 668 м), крейсерская скорость – 320 миль/ч (515 км/ч) на той же высоте. Маневренность и управляемость на низкой скорости должны были быть хорошими, и самолет должен был являться устойчивым носителем вооружения. На одном двигателе он должен был быть в состоянии удерживать высоту 15 000 футов (4572 м). Несущественными соображениями должны были быть регулируемые сиденья для пилота и стрелка, регулируемый рычаг руля управления, легкий способ покидания самолета экипажем в чрезвычайной ситуации и возможность замены двигателя в течение двух часов. Самолет должен был быть спроектирован таким образом, чтобы он мог быть быстро построен на рассредоточенных производственных площадках.

Помимо Boulton Paul в конкурсе участвовали пять компаний со своими проектами: Armstrong Whitworth, Bristol, Hawker, Short и Supermarine. В дальнейшем в начале 1938 года компании были сбиты с толку, когда была выпущена новая спецификация F.2/38, требовавшая еще более высокие характеристики. Однако вскоре стало ясно, что эти требования были недосягаемыми, и новая спецификация была отменена.

В марте 1938 года были заказаны три прототипа P.92: первый должен был оснащаться двигателями Rolls-Royce Vulture, второй – Napier Sabre, а третий, оснащавшийся моторами Vulture, предназначался для отработки турели и вооружения. 31 мая 1938 года макет самолета компании Boulton Paul был готов к осмотру. Проект представлял собой трехместный моноплан с высокорасположенным крылом и работающей обшивкой крыла и фюзеляжа. Турель Type L была размещена почти полностью в очень толстой центральной части крыла между лонжеронами. Вращающийся купол диаметром 13 футов (4 м) содержал в себе четыре 20-мм пушки Hispano, размещенные в спрятанные заподлицо слоты. Когда пушки не использовались, то закрывались заслонками, управляемыми механизмом вертикальной наводки орудий. В первом варианте конструкции турели по сторонам от пушек были включены два 0,303" (7,7-мм) пулемета, но так как этого не требовалось, то впоследствии от пулеметов, как от ненужных осложнений, отказались.

Позади пушечных слотов и со смещением относительно центра турели был расположен небольшой прозрачный фонарь для размещения стрелка. Поскольку большая часть турели была размещена в крыле, выступала только небольшая часть купола, имевшая для уменьшения лобового сопротивления тщательно разработанную и обтекаемую форму.

Понимая трудности удержания кольца шарикоподшипников с таким большим диаметром свободным от заклиниваний, вызванных деформациями конструкции самолета в полете, была существенно доработана конструкция между лонжеронами в целях увеличения жесткости. Также было установлено вторичное наружное кольцо. Конструкция турели представляла собой набор рамных нервюр, покрытых обшивкой из легкого сплава. Как и другие турели компании, она оснащалась электрогидравлической системой. 

Стрелок сидел между казенными частями каждой пары пушек на их амортизирующих креплениях. Пушки Hispano имели барабанное питание, и стрелку также была поставлена задача смены барабанов. Чтобы стрелку не поднимать запасные барабаны, они были расположены на рельсах на крыше турели таким образом, чтобы ему достаточно было сдвинуть их вперед к казенным частям. В общей сложности на каждую пушку приходилось по 120 выстрелов.

Макет турели P.92

Колпак визира имел диаметр 3,2 фута (0,97 м) и в чрезвычайной ситуации мог быть сброшен. Это была отливка из литого органического стекла, прикрепленного к кольцу вращения с прицелом, который в свою очередь также был прикреплен к тому же кольцу. Обычный механизм прерывания был установлен таким образом, чтобы стрелок не смог отстрелить части своего самолета.

Широкохордное крыло общим размахом 66 футов 3 дюйма (20,19 м) имело заметную форму обратной чайки: толстая центральная часть спускалась к гондолам двигателей с заметным поперечным V на консолях. На крыло были установлены разрезные закрылки и оснащенные триммерами элероны Фрайза. В виде спереди форма чайки с низким куполом турели давала самолету отчетливую горбатую форму.

Первый и третий прототипы должны были иметь два двигателя Rolls-Royce Vulture II, развивавшие 1760 л.с. и вращавшие винты изменяемого шага диаметром 13 футов (3,96 м). Мотогондолы были подвешены к нижней части крыла с убирающимися в них основными стойками типа Lockheed. Радиаторы были расположены под обтекателями в передней части гондол, которые также были оснащены противообледенительной системой и системой пожаротушения. Второй прототип должен был оснащаться 2055-сильными 24-цилиндровыми двигателями Napier Sabre I.

Фюзеляж должен был быть изготовлен из пяти секций: передней, центральной, задней, состоявшей из двух частей, и хвостового оперения. Поскольку турель была размещена в толстой центральной части крыла, то фюзеляж мог иметь очень тонкое поперечное сечение. Кабина пилота должна была быть расположена впереди зон ометания винтов, создавая отличный обзор в передней полусфере. Из-за близости кабины пилота к винтам особое внимание было уделено ее звукоизоляции, и, хотя пилот мог в обычном порядке выпрыгнуть с парашютом, сделав аварийное сбрасывание фонаря, близость законцовок винтов означала необходимость разработки безопасного метода эвакуации. Наклонив свое сиденье назад на 110°, пилот мог выскользнуть вверх тормашками из люка в нижней части фюзеляжа. Этот метод был опробован в макете лично Джоном Нортом с некоторыми повреждениями головы.

Макет центроплана P.92, включающего в себя орудийную турель

Кабина штурмана находилась позади пилота, и дополнительная звукоизоляция также была ее особенностью. Приборы штурмана отражали способность самолета к выполнению длительного полета – нормальная продолжительность составляла 1,5 часа с учетом 15 мин при работе двигателей на полной мощности на уровне моря. Нормальный запас топлива был 328 галлонов (1491 л), но с дополнительными емкостями была возможна дальность в 2000 миль (3218 км).

В компании Boulton Paul утверждали, что самолет с общим полетным весом в 19 000 фнт (8618 кг) будет иметь очень хорошие летные характеристики. Максимальная скорость была заявлена в 371 миль/ч (597 км/ч), 353 миль/ч (568 км/ч) на высоте 30 000 футов (9144 м) и практический потолок в 38 000 футов (11 582 м).

Постройка первых двух прототипов началась в середине 1939 года, и обширная программа по изучению аэродинамических свойств P.92 уже шла полным ходом. Поскольку компания имела собственную аэродинамическую трубу небольших размеров, то испытания модели в масштабе 2:7 с размахом крыла 17 футов 10 дюймов (5,44 м) проводились с марта по сентябрь 1939 года в 24-футовой аэродинамической трубе Королевского авиационного НИИ (RAE – Royal Aircraft Establishment). Модель, оснащенная для имитации эффекта винтов двумя 15-сильными двигателями, была подробно испытана. В меньшей аэродинамической трубе проводились испытания, в ходе которых были тщательно изучены сопротивление турели, эффект движения пушек и эффективность хвостового оперения.

Было установлено, что при подъеме пушек на 45° и повороте на 135° лобовое сопротивление увеличивается на целых 35%, коэффициент подъемной силы на полной скорости сокращается на 25%. Для дальнейшего изучения аэродинамики конструкции было решено построить деревянную летающую копию самолета в масштабе 1:2, которая будет оснащена двумя 130-сильными четырехцилиндровыми рядными двигателями de Havilland Gipsy Major II.

Поскольку компания Boulton Paul не имела мощностей, предназначенных для изготовления самолетов с деревянной конструкцией, и была загружена полученным заказом на производство истребителей Defiant, контракт на строительство самолета был передан компании Heston Aircraft. От компании Boulton Paul он получил обозначение P.92/2, в Heston Aircraft – J.A.8 с получением серийного номера V3142. P.92/2 имел цельнодеревянную конструкцию с фанерным монококовым фюзеляжем и покрытыми фанерой крылом и управляющими поверхностями за исключением покрытого полотном руля направления. Металл использовался для покрытия капотов двигателей, носа и шасси, которое для простоты было неубирающимся. Турель была представлена фанерным горбом, но макеты орудий не были установлены.

Построенный компанией Heston Aircraft самолет P.92/2, V3142, представлял собой реплику самолета P.92 в масштабе 1:2; сфотографировано в Пендефорде (Pendeford)

Были приняты меры, чтобы убедиться, что гондолы двигателей Gipsy соответствуют полноразмерному самолету, и, таким образом, охлаждающий воздух должен был поступать по каналам от обтекателей шасси.

Двигатели Gipsy Major II расположены в гондолах P.92/2 так, чтобы повторить форму гондол P.92 с двигателями Vulture

Существовали определенные проблемы в постройке реплики, не в последнюю очередь в поиске пилота очень низкого роста (дословно половинки пилота), поэтому передняя часть фюзеляжа была расширена, чтобы кабину пилота мог занять человек более нормальных размеров. Были дальнейшие неприятности в попытках встроить лонжерон в крошечные секции, требующиеся для законцовок элеронов, и в попытках найти место для установки камеры и щитовых манометров. Помимо этого в самолете необходимо было сделать отверстия, что для его монококовой конструкции не несло ничего хорошего.

Покидание пилотом самолета в экстренной ситуации было еще более сложной задачей, чем в полноразмерных самолетах. Панель аварийного выхода была расположена за сиденьем пилота на левом борту. После нажатия ручки сиденье обрушивалось назад, панели выдвигались, и пилот должен был извиваясь ползти к выходу боком и на спине. Данные действия были затруднены тесными размерами кабины и оснащением летчика наспинным парашютом. Но это в теории, а на практике место пилота было практически на полу длинной узкой тесной кабины, и выход с помощью данного метода был затруднен тем фактом, что летчик не мог со своего места дотянуться до ручки!

Когда P.92/2, наконец, был доставлен в Экспериментальный центр авиации и авиационного вооружения (A & AEE – Aeroplane & Armament Experimental Establishment) Королевских ВВС, для спокойствия летчиков-испытателей к ручке была прикреплена бечевка, но считалось, что альтернативный способ выхода сбрасыванием фонаря и риск удара винтов во время выпрыгивания с парашютом является лучшим выбором.

Вход в кабину был еще более трудным, чем выход, и он не мог быть выполнен во время работы двигателей. Фонарь был изготовлен единым узлом и мог быть снят только с внешней помощью. После снятия фонаря пилот делал необходимые шаги между гондолой и фюзеляжем, чтобы попасть в кабину.

Крыло было оснащено трехсекционными разрезными закрылками, протянувшимися от фюзеляжа до элеронов. Из-за беспокойства о резко выраженном сужении крыла на его передней кромке около законцовок были установлены предкрылки. Впрочем, испытания показали, что опасения были необоснованными. Еще одной мерой предосторожности была установка в хвосте самолета противоштопорного парашюта.

Перед завершением изготовления P.92/2 необходимость в нем пропала, поскольку 26 мая 1940 года проект P.92 был аннулирован. Металл для двух прототипов уже был подготовлен, и изготовление конструкции P.92 составляло 5% готовности, но Министерство авиации решило сосредоточиться на развитии меньшего числа базовых конструкций, среди которых были находящийся в производстве Bristol Beaufighter и еще четыре летающих прототипа.

Было принято решение завершить P.92/2 и его первый полет под управлением флайт-лейтенанта (капитана авиации) Сесила Фитера (Flt Lt Cecil Feather) состоялся в Хестоне весной 1941 года. После нескольких полетов в Хестоне P.92/2 был доставлен в Вулверхэмптон, где была начата программа полетов для проверки воздействия турели на аэродинамику самолета. Для этого центроплан и турель были «украшены» имитировавшими орудия выступающими частями и были оснащены напорными передающими трубами.

Снимок P.92/2, показывающий горб, образованный турелью и крылом в форме обратной чайки

В июне 1943 года P.92/2 был доставлен в A & AAE в Боскомб-Даун (Boscombe Down), где в течение следующего месяца самолет был подвергнут испытаниям на управляемость. Интересно, что летчикам-испытателям A & AAE не сказали, что странный куполообразный горб изображал орудийную турель, и те предположили, что тут будет размещена антенна обзорной РЛС. Сообщалось, что в кабине было очень тесно и душно на земле, но в полете в нее поступал охлаждающий воздух. Несмотря на близость винтов, не было мысли, что было слишком шумно. Однако в полноразмерном самолете акустическое воздействие наверняка было бы чрезмерным. Обзор назад и вбок был плохим, но это не было большой проблемой для самолета с задним стрелком, однако обзор вперед был очень хорошим – без помех угол обзора достигал 85°. Однако в случае P.92/2 во время рулежек одноместный самолет должен был рыскать из стороны в сторону, так чтобы в случае ясного неба пилот смог посмотреть назад.

Самолет оказался очень приятным в управлении – практически без недостатков. Продольные и путевые характеристики были очень удовлетворительными, но поперечная управляемость в сложных условиях была очень неприятной. Работа элеронов и руля направления была удовлетворительной, но на рулях высоты было сочтено необходимым большее отклонение вверх. Для планирования и посадки был необходим положительный угол тангажа в диапазоне отклонения триммера, так как опускание закрылков вызывало изменение балансировки с последующим клевком. Срыв потока был на небольшой скорости и восстановление было быстрым вне зависимости от того включены были двигатели или нет.

Одномоторный полет был прост и развороты могли выполняться как в сторону работающего двигателя, так и в противоположную. Пикирование при работе двигателей и на полную мощность и на треть мощности было устойчивым. Выход из пике сопровождался небольшими усилиями. Ограничения имеющегося триммирования означали, что планирование на этапе захода на посадку делалось довольно быстро. На скорости 70 миль/ч (113 км/ч) – истинной скорости скольжения – вертикальная скорость была достаточно высокой и планирование было плоским. Большая площадь закрылков вызывала более крутой и более обычный угол скольжения. Фактически управления рулём высоты было достаточно для посадки на три точки.

Было установлено, что сопротивление P.92/2 было выше, чем предсказывали испытания модели в аэродинамической трубе, однако в RAE считали, что в полноразмерной машине значения, принимаемые для модели в аэродинамической трубе, окажутся ближе к истине, чем для P.92/2.

4 июля 1941 года в масштабе 1:2 для установки на P.92/2 был заказан макет купола в комплекте с макетами пушек с электрической или электрогидравлической силовой установкой для вращения. Компания заявила, что постройка займет 5-6 месяцев, тогда как DTD (Deputy Test Director – заместитель руководителя испытаний) считал, что потребуется еще 5-6 месяцев для устранения ошибок оборудования и что расходы в несколько тысяч фунтов не стоят информации, которая может быть собрана. Вследствие позиции DTD разработка силовой установки для модели в масштабе 1:2 была отменена.

После программы испытаний V3142 был возвращен компании и некоторое время сохранялся, но в конечном итоге был отправлен на слом. Он показал, что P.92 стал бы ценным ночным истребителем, единственным недостатком которого стали бы двигатели Vulture. После завершения программы P.92 конструкторский персонал Boulton Paul обнаружил, что Defiant стал последним запущенным в производство самолетом компании. Лишь после окончания Второй Мировой войны в небо поднялись машины компании новой конструкции.

Турельные истребители, поступившие на вооружение во время Второй Мировой войны, довольно близко соответствовали как спецификации, так и характеристикам P.92. Это был единственный в мире турельный истребитель, не построенный компанией Boulton Paul (если в качестве «турельного истребителя» не считать с натяжкой Blenheim) – Northrop P-61 Black Widow. Его появление было обусловлено докладами, полученными США в 1940 году, в которых подчеркивалась необходимость в специализированном ночном истребителе, оснащенном тяжелым вооружением и радаром, обладающим большой продолжительностью полета, хорошими маневренностью и летными характеристиками.

Когда P-61 в 1944 году поступил на вооружение, он превратился в трехместный ночной истребитель с общим полетным весом большим, чем у P.92 – 27 600 фунтов (12 519 кг), но с компенсирующей это дополнительной мощностью двух 2250-сильных двигателей Pratt & Whitney R-2800. В результате его характеристики почти в точности соответствовали расчетным для P.92. Его максимальная скорость составляла 369 миль/ч (594 км/ч) на высоте 20 000 футов (6096 м), практический потолок был 33 100 футов (10 089 м) и дальность с дополнительными баками была 1900 миль (3057 км). Его большая дистанционно-управляемая турель несла тяжелое вооружение, но не пушки, как у P.92, а 0,5" (12,7-мм) пулеметы. Еще одним существенным отличием от P.92 была возможность ведения стрельбы вперед из неподвижно установленных четырех 20-мм пушек. Northrop P-61 Black Widow также оснащался радаром, который во временем стал бы частью бортового оборудования Boulton Paul P.92.

Нет никаких сомнений, что двигатели Vulture и даже Sabre вызвали бы длительные задержки развития P.92. С подходящей силовой установкой и с предположением, что турель может быть доведена до работоспособного состояния, самолет мог бы превратиться в ночной истребитель и самолет вторжения с возможностями, подобными Black Widow, и вполне мог бы также найти применение в качестве дальнего истребителя сопровождения.

ЛЕТНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

источник: Alec Brew «Boulton Paul Aircraft Since 1915»